引子

STM32中的TIM能够让我们做一些定时操作，TIM就是定时器的简称，这次就来研究一下STM32中定时器是如何工作的。

基本定时器

基本定时器的结构是这样的：

通过来自RCC的时钟，输入到触发控制器。在一般情况下，触发控制器会输出一个计数的信号，然后让CNT计数器自增。当CNT计数器中的数字达到了自动重装载寄存器的值的时候，就产生一个中断或者事件。在这个结构中，预分频器、计数器和自动重装载寄存器都是16位的计数器。

这里，预分频器和自动重装载寄存器都是有阴影的，这表明它们各自是两个寄存器，一个寄存器叫做影子寄存器，我们没有办法修改，这是由内部电路使用的寄存器；另一个寄存器就是单纯供我们读写的寄存器，当满足一定条件的时候，这些寄存器的值会写入影子寄存器。

在这个结构中，预分频器的作用就如同字面意思，是对来自时钟的信号频率进行一个预先的分频，这是因为，来自时钟的信号频率通常都比较大，所以需要进行一个预先的分频来适应比较小的定时间隔。这里，预分频器通过不断地计数，当满足一个值的时候，就输出一个计数信号，让最后的计数器进行计数。

也就是说，每来一个时钟信号，那么预分频器就加1，如果到达了一个预先设定的值，就清零，然后输出一个计数信号，让CNT计数器计数。

那么最后的频率就非常好计算了。最后的频率就等于时钟频率除以预分频的系数，再除以自动重装载寄存器的系数。实际存储的过程中，预分频和自动重装载寄存器的值都要是系数减一。

通用定时器

通用定时器的结构如下图所示：

这里我们从左往右看，首先最左边展示了我们可以使用的时钟源，分别是内部时钟、TIMx_ETR和TIMx_CHx。

当使用内部时钟时，我们发现，如果忽略捕获/比较寄存器的话，整个流程并没有变化。

当使用TIMx_CHx，也就是定时器的输入通道的时候，信号首先经过了输入滤波器和边沿检测器，这是为了对输入信号进行初步的筛选和处理，随后输入会有两条路可以选，分别输入到不同的选择器中，进行不同的计数策略。

这部分的结构抽象起来就是如下所示的样子：

选择时钟源，然后进行基本定时器的计数（也叫做时基单元），随后输出中断，走向NVIC。

代码编写

代码的编写可以分为这么几个步骤：时钟使能->时钟源选择->时基单元的初始化->中断初始化->开启时钟->中断函数的编写。

这里我实现了一个LED小灯1s开1s关交替的代码。

时钟使能

根据不同的定时器选择不同的时钟开启，我这里是使用了APB1总线，所以要开启APB1总线的时钟：

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);

时钟源选择

随后选择目标时钟源：

TIM_InternalClockConfig(TIM2);

时基单元的初始化

这里我们可以设置定时的时间：

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 10000 - 1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 7200 - 1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);

首先创建一个结构体，然后确认滤波器的分频系数(TIM_ClockDivision)，我们这里没有应用，所以随便设置一个即可，随后设置计数的模式，是一直向上计数，向下计数，还是其它的模式，这里我选择了一直向上计数计数到目标值产生中断并且清零，随后确认定时器的自动重装载寄存器的值以及预分频器的值，这里我的目的是计数1s，所以最终的频率要为1Hz，所以我给了自动重装载寄存器的系数为10000，预分频器的系数设为了7200，然后因为实际的值中，要是系数减一，所以做出了这样的设置，对于重复计数器来说，通用寄存器没有这个功能，所以随便设为一个值即可。最后，将计时器进行初始化即可。

中断初始化

在这里，中断的初始化就和之前提到的一样，这里的代码如下所示：

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitSturcture;
NVIC_InitSturcture.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
NVIC_InitSturcture.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_InitSturcture.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
NVIC_InitSturcture.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;
NVIC_Init(&NVIC_InitSturcture);

这里，我们指定所需要的中断是来自TIM2的中断，随后给相关的总线使能，并且设置一个抢占优先级和响应优先级即可，最后初始化。

开启时钟

代码如下：

TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);

中断函数的编写

对于中断函数来说，如下编写即可：

void TIM2_IRQHandler() {
	if(TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET) {
		is_led_on = ~is_led_on;
		TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
	}
}

这里，我首先检查中断标志位，随后将一个全局变量进行变换，传递给主函数进行LED小灯的开关操作，最后将相关的标志位清零即可。