STM32實驗1：定時器中斷同時產生兩路不同頻率的信號

STM32實驗1：定時器中斷同時產生兩路不同頻率的信號

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一、實驗目的

使用STM32同時產生兩路不同頻率的信號，並通過觀察開發板兩個LED閃爍快慢的現象，以及在MDK5中軟件仿真邏輯分析中查看波形，體現兩路信號頻率的不同。

二、實驗原理

通過定時器中斷配置，定時器3每600ms中斷一次，然後中斷服務函數中控制LED實現LED1狀態取反（閃爍）；定時器4每200ms中斷一次，然後中斷服務函數中控制LED實現LED0狀態取反（閃爍）。

本實驗用到的硬件資源有：
1） 指示燈 LED0 和 LED1
2） 定時器 TIM3，TIM4
TIM3，TIM4屬於 STM32 的內部資源，只需要軟件設置即可正常工作。

1、通用定時器電路框圖

2、計數器模式
採用向上計數
向上計數模式：計數器從0計數到自動加載值(TIMx_ARR)，然後重新從0開始計數並且產生一個計數器溢出事件。

3、信號週期計算（定時器溢出時間）
TIM3 的時鐘爲 72 M，再根據我們設計的 arr 和 psc的值， 就可以計算中斷時間了。公式如下：
Tout= ((arr +1)*(psc+1)) /Tclk；
其中：
Tclk ：TIM3 的輸入時鐘頻率 （單位爲 Mhz）。
Tout ：TIM3 溢出時間（單位爲 us）。

4、定時器中斷實現步驟
(1) 能定時器時鐘。
RCC_APB1PeriphClockCmd();
(2) 初始化定時器，配置ARR,PSC。
TIM_TimeBaseInit();
(3) 開啓定時器中斷，配置NVIC。
void TIM_ITConfig();
NVIC_Init();
(4) 使能定時器。
TIM_Cmd();
(5) 編寫中斷服務函數。
TIMx_IRQHandler();

三、實驗代碼

timer.c

#include "timer.h"
#include "led.h"
//通用定時器3中斷初始化
//這裏時鐘選擇爲APB1的2倍，而APB1爲36M
//arr：自動重裝值。
//psc：時鐘預分頻數
//這裏使用的是定時器3!
void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //時鐘使能

    //定時器TIM3初始化
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //設置在下一個更新事件裝入活動的自動重裝載寄存器週期的值   
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //設置用來作爲TIMx時鐘頻率除數的預分頻值
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //設置時鐘分割:TDTS = Tck_tim
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上計數模式
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根據指定的參數初始化TIMx的時間基數單位

    TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE ); //使能指定的TIM3中斷,允許更新中斷

    //中斷優先級NVIC設置
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;  //TIM3中斷
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;  //先佔優先級0級
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;  //從優先級3級
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  //初始化NVIC寄存器


    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  //使能TIMx                     
}
//定時器3中斷服務程序
void TIM3_IRQHandler(void)   //TIM3中斷
{
    if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET)  //檢查TIM3更新中斷髮生與否
        {
        TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update  );  //清除TIMx更新中斷標誌 
        LED1=!LED1;
        }
}

//這裏使用的是定時器4!
void TIM4_Int_Init(u16 arr,u16 psc)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE); //時鐘使能

    //定時器TIM4初始化
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //設置在下一個更新事件裝入活動的自動重裝載寄存器週期的值   
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //設置用來作爲TIMx時鐘頻率除數的預分頻值
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //設置時鐘分割:TDTS = Tck_tim
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上計數模式
    TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure); //根據指定的參數初始化TIMx的時間基數單位

    TIM_ITConfig(TIM4,TIM_IT_Update,ENABLE ); //使能指定的TIM4中斷,允許更新中斷

    //中斷優先級NVIC設置
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn;  //TIM4中斷
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;  //先佔優先級0級
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;  //從優先級3級
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  //初始化NVIC寄存器


    TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);  //使能TIMx                     
}
//定時器4中斷服務程序
void TIM4_IRQHandler(void)   //TIM4中斷
{
    if (TIM_GetITStatus(TIM4, TIM_IT_Update) != RESET)  //檢查TIM4更新中斷髮生與否
        {
        TIM_ClearITPendingBit(TIM4, TIM_IT_Update  );  //清除TIMx更新中斷標誌 
        LED0=!LED0;
        }
}

main.c

#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "timer.h"

 int main(void)
 {      

    delay_init();            //延時函數初始化    
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //設置NVIC中斷分組2:2位搶佔優先級，2位響應優先級
    uart_init(115200);   //串口初始化爲115200
    LED_Init();              //LED端口初始化
    TIM3_Int_Init(5999,7199);//10Khz的計數頻率，計數到6000爲600ms  
    TIM4_Int_Init(1999,7199);//10Khz的計數頻率，計數到2000爲200ms 

     while(1)
    {
    }    


}    

四、結果分析

1、MDK5的軟件仿真中的邏輯分析

波形對應LED說明如下

定時器	亮燈	引腳	週期	波形顏色
TIM3	LED1（綠色燈）	PE5	600ms	綠色波
TIM4	LED0（紅色燈）	PB5	200ms	紅色波

2、開發板現象
如圖
LED0紅色燈閃的更快，差不多是紅色燈閃3次，綠色燈閃1次。
這與軟件仿真相符。

3、注意事項
要確認外部晶振頻率爲8.0Mhz，不然會計時不準。