【嵌入式实验】南航嵌入式实验报告——定时器TIMx实验

嵌入式系统原理与应用实验报告-定时器TIMx实验

文章目录

- 嵌入式系统原理与应用实验报告-定时器TIMx实验

一、实验目的

1.1 TIMx的更新方式定时实验

掌握TIMx定时器更新定时中断方式进行准确定时的方法
掌握TIMx在更新方式下定时时间的设置，会计算定时时间并设置初值
熟悉TIMx定时器在更新方式下的中断初始化
掌握更新中断服务函数的设计方法
熟悉让LCD显示闪烁字符的方法

1.2 基于TIMx的比较方式定时

掌握TIMx定时器比较定时中断方式进行准确定时的方法
熟悉TIMx定时器在比较方式下的中断初始化
掌握TIMx在比较方式下根据定时时间的要求确定比较器初值的方法，熟悉用一个定时器通过4哥比较器进行多种定时的方法
掌握比较中断服务函数的设计方法

1.3 TIMx的PWM输出实验

掌握TIM4定时器的PWM输出功能以及输出占空比可调的脉冲序列的方法
掌握TIM4的PWM输出初始化程序设计
掌握PWM输出频率和占空比的计算方法

二、实验原理（硬件连接及软件流程、简单原理说明）

2.1 实验设备

硬件：PC一台、WEEEDK嵌入式实验开发平台一套
软件：操作系统Windows、MDK-ARM 集成开发环境

2.2 实验硬件连接图

2.3 实验简单原理

STM32F10x系列内部有8个16位通用定时计数器，TIM1和TIM8被称为高级控制定时器（连接在APB2快速外设总线上），TIM2-TIM7为普通定时器（连接在APB1相对慢速外设总线上），在普通定时器中把其中的TIM2-TIM5称为通用定时器，TIM6和TIM7称为基本定时器。

TIMx定时器除了可以进行更新、比较等定时外，还可以用于计数，定时器的内部结构及可编程相关寄存器在书P25-P32页。

TIMx定时时间

更新定时时间

(

)

(

)

T=(1+ARR)\times(1+PSC)/F

$T = (1 + A RR) \times (1 + PSC) / F$

(

)

−

ARR=T\times F/(1+PSC)-1

$A RR = T \times F / (1 + PSC) - 1$

比较定时时间

(

)

T=CCR\times(1+PSC)/F

$T = CCR \times (1 + PSC) / F$

(

)

CRR=T\times F/(1+PSC)

$CRR = T \times F / (1 + PSC)$

三、实验内容与实验步骤

3.1 TIMx的更新方式定时实验

3.1.1 实验内容

TIM1用更新中断方式定时1000ms，在其对应的中断服务程序中，让LED1闪烁;
TIM2用更新中断方式定时500ms，在其对应的中断服务程序中，让LED2闪烁;
TIM3用更新中断方式定时200ms，在其对应的中断服务程序中，让LED3闪烁。

3.1.2 实验步骤

（1）连接＋5V电源到开发板，并打开电源开关，将ST-LINK 仿真器连接到WEEEDK嵌入式系统实验开发板的 JTAG插座上，USB 插头连接到PC的USB插口。如果没有驱动请安装ST-LNK 驱动，直到在设备管理器上看到STMicroelectronics STLink dongle为止。

（2）复制”TIMx更新中断”文件夹中的所有内容到D盘，双击 GPIO-LED跑马灯实验的\Project\Project.uvprojx 实验工程文件，打开实验工程，阅读 main（）函数。

（3）按F7 功能键编译并链接工程。

（4）按Ctrl+F5键或单击调试按钮，进入集成调试环境。

（5）按F5功能键全速运行，查询三个发光二极管闪烁情况，并观察LCD上的显示信息，观察定时器窗口，查看相关定时器寄存器的变化

实验现象：三个发光二级管分别以1000ms,500ms,200ms的周期进行闪烁，下面为寄存器的变化状态

当全速运行时，在TIM1窗口调整重复计数器RCR的值，输入1表示重新两次。输入9后曾表示重复10次，每次一秒，一共十秒。此时LED亮和灭为10s。（只有TIM1和TIM8高级定时器才具有重复计数器RCR）

如下图所示

（6）进入调试模式，利用断点或执行到光标处等调试手段进行调试，在中断服务函数中添加让LCD在指定位置显示定时时间，按照实际时间闪烁

修改后的TIM1中断函数如下

void TIM1_UP_IRQHandler(void)
{
	if (TIM_GetITStatus(TIM1, TIM_IT_Update) != RESET)  /*判断是否是更新中断*/
	{
		TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_IT_Update);       /*清除中断标志*/
		TP1++;
		if(TP1%2==0)
		{
			Gui_StrCenter(0,130,WHITE,BLACK,"TIM1 更新定时 1000ms",16,0);//居中显示	
		}
		else
		{
			Gui_StrCenter(0,130,WHITE,BLACK,"TIM1 更新定时     ms",16,0);//居中显示	
		}
		
		if (TP1&1) 			GPIO_ResetBits(GPIOD,GPIO_Pin_2);   /*  PD2=0（LED1亮）*/
		else 			    GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_2); 		/*  PD2=1（LED1灭）*/
	}
}

（7）在LCD合适的位置显示自己的学号和姓名

在font.h中的typFNT_GB16 tfont16[]添加名字编码

"万",
0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF,0xFE,0x04,0x00,0x04,0x00,0x04,0x00,0x07,0xF0,0x04,0x10,
0x04,0x10,0x08,0x10,0x08,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x20,0x10,0x40,0xA0,0x80,0x40,/*"万",10*/
"晔",
0x00,0x90,0x00,0x94,0x79,0x14,0x49,0x18,0x4B,0x10,0x4D,0x32,0x49,0x52,0x79,0x0E,
0x49,0x20,0x48,0x20,0x4B,0xFE,0x48,0x20,0x78,0x20,0x48,0x20,0x00,0x20,0x00,0x20,/*"晔",11*/

修改welcome()函数

void Welcome(void)
{
	DrawTestPage("TIMx更新定时实验测试程序");
	Gui_StrCenter(0,40,BRED,YELLOW,"南航 NUAA_CM3_107 KIT",16,0);//居中显示
	//Gui_StrCenter(0,60,RED,BLUE,"嵌入式系统配套实验开发板",16,1);//居中显示
	if (USE_HORIZONTAL==1)	Show_Str(45,65,GREEN,BLACK,"嵌入式系统实验开发板",24,1);
	else				Show_Str(10,65,GREEN,BLACK,"嵌入式系统实验开发板",24,1);
//Gui_StrCenter(0,46,RED,BLUE,"嵌入式系统原理及应用配套实验板",16,1);//居中显示
	Gui_StrCenter(0,100,YELLOW,BLACK,"TIMx更新定时实验测试程序",16,0);//居中显示	
	Gui_StrCenter(0,130,WHITE,BLACK,"TIM1 更新定时 1000ms",16,0);//居中显示	
	Gui_StrCenter(0,150,WHITE,BLACK,"TIM2 更新定时  500ms",16,0);//居中显示	
	Gui_StrCenter(0,170,WHITE,BLACK,"TIM3 更新定时  200ms",16,0);//居中显示	
	Gui_StrCenter(0,210,WHITE,BLACK,"161910110  万晔",16,0);//居中显示	
	//Gui_StrCenter(0,190,YELLOW,BLACK,"TIMx更新定时定时时间:",16,0);//居中显示
}

实验效果

3.2 基于TIMx比较中断定时实验

3.2.1 实验内容

TIM3用CCR1比较中断方式定时1000ms，在其对应的中断服务程序中，让LED1闪烁;
TIM3用CCR2比较中断方式定时500ms，在其对应的中断服务程序中，让LED2闪烁;
TIM3用CCR3比较中断方式定时200ms，在其对应的中断服务程序中，让LED3闪烁
TIM3用CCR4比较中断方式定时100ms，在其对应的中断服务程序中，让IED4闪烁。

3.2.2 实验步骤

（2）复制”TIMx比较中断计时”文件夹中的所有内容到D盘，双击GPIO-LED跑马灯实验的\Project\Project.uvprojx 实验工程文件，打开实验工程，阅读 main（）函数。

（3）按F7 功能键编译并链接工程。

（4）按Ctrl+F5键或单击调试按钮，进入集成调试环境。

（5）按F5功能键全速执行。查询4个发光二极管闪烁情况，并观察LCD上的显示信息以及TIM3定时器窗口相关寄存器的变化

中断函数如下

void TIM3_IRQHandler(void)
{
	uint16_t capture = 0;
	if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_CC1) != RESET)
	{
		TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC1);	/*是比较中断，清除中断标志*/
		
   			GPIOD->ODR ^= 1<<2;						/*LED1(PD2)*/
		capture = TIM_GetCapture1(TIM3);			/*取当前计数值*/
		TIM_SetCompare1(TIM3, capture + CCR1_Val);	/*写新比较值到比较寄存器*/
	}
	else if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_CC2) != RESET)
	{
		TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC2);
		
   			GPIOD->ODR ^= 1<<3;	/*LED2(PD3)*/
		capture = TIM_GetCapture2(TIM3);
		TIM_SetCompare2(TIM3, capture + CCR2_Val);
	}
	else if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_CC3) != RESET)
	{
		TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC3);
		
   			GPIOD->ODR ^= 1<<4;	/*LED3(PD4)*/
		capture = TIM_GetCapture3(TIM3);
		TIM_SetCompare3(TIM3, capture + CCR3_Val);						   
	}
	else if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_CC4) != RESET)
	{
		TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC4);
		
   			GPIOD->ODR ^= 1<<7;	/*LED4(PD7)*/
		capture = TIM_GetCapture4(TIM3);
		TIM_SetCompare4(TIM3, capture + CCR4_Val);						   
	}
	
}

（6）在编译环境下修改程序，改变比较定时时间（试改比较器的值），编译下载运行后查看LED闪烁情况

在
time.c
里面进行修改

#include "stm32f10x.h"

u16 CCR1_Val = 10*2000;	/*定时2000ms*/
u16 CCR2_Val = 10*500;	/*定时500ms*/
u16 CCR3_Val = 10*200;	/*定时200ms*/
u16 CCR4_Val = 10*100;	/*定时100ms*/

void TIM_Configuration(void)
{

	TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
	TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
								 
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
	/* Time base configuration */
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period =65535;
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =(SystemCoreClock/10000)-1;/*预分频*/
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
	
	TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);
		
	/* Output Compare Timing Mode configuration: Channel1 */
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Timing;						/*输出定时模式*/
	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Disable;/*输出禁止，这里仅比较，不输出*/
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR1_Val;											/*比较脉冲个数*/
	TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);
	
	
	/* Output Compare Timing Mode configuration: Channel2 */
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR2_Val;
	TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);
	
	/* Output Compare Timing Mode configuration: Channel3 */
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR3_Val;
	TIM_OC3Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);
	
	//TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Disable;
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR4_Val;
	TIM_OC4Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);
	
	
	
	/* TIM Interrupts enable */
	TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_CC1 | TIM_IT_CC2 | TIM_IT_CC3 |TIM_IT_CC4, ENABLE);
	
	/* TIM3 enable counter */
	TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}

这里修改CCR_Val的值即可，定时为2000ms，即两秒

（7）在LCD上合适的位置显示自己的学号和姓名

3.3 TIMx的PWM输出实验

3.3.1 实验内容

TIM4的通道3 (PB8）设置为PWM输出，产生频率为10KHz，占空比可调的PWM信号输出以控制板载直流电机，用于电机调速。通过KEY1和KEY2两个按键，改变占空比，从而改变直流电机运行速度。相关信息包括计数脉冲个数、占空比显示在LCD屏上。

自行改为1KHz看效果!

3.3.2 实验步骤

（2）复制”TIMxd的PWM输出”文件夹中的所有内容到D盘，双击GPIO-LED跑马灯实验的\Project\Project.uvprojx 实验工程文件，打开实验工程，阅读 main（）函数。

（3）按F7 功能键编译并链接工程。

（4）按Ctrl+F5键或单击调试按钮，进入集成调试环境。

（5）按F5功能键全速执行。观察LCD上的显示信息

（6）试着按下KEY1键，增加占空比，直到电机运转，然后不断按KEY1键，增加占空比，提升电机速度，观察LCD上的占空比及脉冲个数的变化，最后按KEY2键，减小占空比，降低电机速度。

（7）试着修改程序，改变PWM频率

在Timer.c文件中，修改预分频器的值及定时常数即可改变PWM周期

改为1KHz，根据公式

(

)

∗

(

)

T=(1+ARR)*(1+PSC)/F

$T = (1 + A RR) * (1 + PSC) / F$

要改为1KHz，则需要将预分频器的值改为

9

即可。

void Init_TIMER(void)
{
	TIM_TimeBaseInitTypeDef	 TIM_BaseInitStructure;				//定义一个定时器结构体变量
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);  //使能定时器4，重要！！
	TIM_DeInit(TIM4);                              				//将IM2定时器初始化位复位值
	TIM_InternalClockConfig(TIM4); 												//配置 TIM4 内部时	   
	TIM_BaseInitStructure.TIM_Period = 7200-1; 						//设置自动重载寄存器值为最大值	0~65535之间  7200/72000000=1/10000s=0.1ms即10KHz													
															//TIM_Period（TIM1_ARR）=7200，计数器向上计数到7200后产生更新事件，
															//计数值归零 也就是 1ms产生更新事件一次
	TIM_BaseInitStructure.TIM_Prescaler = 9;  				//自定义预分频系数为0，即定时器的时钟频率为72M提供给定时器的时钟	0~65535之间
															//设置预分频器分频系数0
	TIM_BaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //时钟分割为0
	TIM_BaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;   
															//TIM向上计数模式 从0开始向上计数，计数到1000后产生更新事件
	TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_BaseInitStructure); 		//根据指定参数初始化TIM时间基数寄存器	
      
 	TIM_ARRPreloadConfig(TIM4, ENABLE);						//使能TIMx在 ARR 上的预装载寄存器 

	TIM_Cmd(TIM4, ENABLE); 		          //使能TIM4
}

（8）在LCD上合适的位置显示自己的学号和姓名

四、实验结果分析及体会

4.1 TIMx更新中断定时实验

通过修改程序，成功在原来固定显示1000ms、500ms和200ms的位置，按照实际时间，闪烁显示这些时间参数（不包括“ms”字符）。即在中断服务函数中，添加代码，采用Gui_StrCenter()函数，判别奇数次定时到时，让LCD在指定位置显示时间，偶数定时到时，让LCD在指定位置显示空格。同时，在LCD适合的位置也显示了学号和姓名，达到了预期的实验效果。

实验结果图片：

4.2 TIMx比较中断定时实验

这次实验用比较中断方式定时时间来让发光二极管闪烁。通过改变比较定时时间（试改比较器的值），编译下载运行后发现LED1—4闪烁频率发生想要的改变，达到了预期的实验效果。

实验结果图片：

4.3 TIMx的PWM输出实验

相比输出频率在10KHZ，在同样的计数脉冲下，1KHZ的占空比更大。实验达到了预期的实验效果

实验结果图片：

4.4 实验体会

五、自我评价成绩（说明理由，等级为优、良、中、及格和不及格）

原文链接：https://blog.csdn.net/peterwanye/article/details/125032837

嵌入式系统原理与应用实验报告-定时器TIMx实验

文章目录

一、实验目的

1.1 TIMx的更新方式定时实验

1.2 基于TIMx的比较方式定时

1.3 TIMx的PWM输出实验

二、实验原理（硬件连接及软件流程、简单原理说明）

2.1 实验设备

2.2 实验硬件连接图

2.3 实验简单原理

TIMx定时时间

三、实验内容与实验步骤

3.1 TIMx的更新方式定时实验

3.1.1 实验内容

3.1.2 实验步骤

3.2 基于TIMx比较中断定时实验

3.2.1 实验内容

3.2.2 实验步骤

3.3 TIMx的PWM输出实验

3.3.1 实验内容

3.3.2 实验步骤

四、实验结果分析及体会

4.1 TIMx更新中断定时实验

4.2 TIMx比较中断定时实验

4.3 TIMx的PWM输出实验

4.4 实验体会

五、自我评价成绩（说明理由，等级为优、良、中、及格和不及格）

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