В статье приведено описание таймеров 32-разрядных ARM-микроконтроллеров серии STM32 от компании STMicroelectronics. Рассмотрена архитектура и состав регистров базовых таймеров, а также приведены практические примеры программ.
Для любого микроконтроллера тай-мер является одним из важнейших узлов, который позволяет очень точно отсчитывать интервалы времени, счи-тать импульсы, поступающие на вхо-ды, генерировать внутренние преры-вания, формировать сигналы с широт-но-импульсной модуляцией (ШИМ) и поддерживать процессы прямого доступа к памяти (ПДП).
Микроконтроллер STM32 имеет в своём составе несколько типов тай-меров, отличающихся друг от друга по функциональному назначению. Первый тип таймеров является са-мым простым и представляет собой базовые таймеры (Basic Timers). К дан-ному типу принадлежат таймеры TIM6 и TIM7. Эти таймеры очень про-сто настраиваются и управляются при помощи минимума регистров. Они способны отсчитывать интерва-лы времени и генерировать прерыва-ния при достижении таймером задан-ного значения.
Второй тип представляет собой тай-меры общего назначения (General-Purpose Timers). К нему относятся тай-меры с TIM2 по TIM5 и таймеры с TIM12 по TIM17. Они могут генерировать ШИМ, считать импульсы, поступаю-щие на определённые выводы микро- контроллера, обрабатывать сигналы от энкодера и т.п.
Третий тип определяет таймеры с развитым управлением (Advanced-Control Timer). К этому типу относит-ся таймер TIM1, который способен выполнять все перечисленные выше операции. Кроме того, на основе дан-ного таймера можно построить устрой-ство, способное управлять трёхфазным электроприводом.
Устройство базового таймера
Рассмотрим устройство и работу базового таймера, структурная схема которого представлена на рисунке. Базовый таймер построен на осно-ве 16-битных регистров. Его основой является счётный регистр TIMx_CNT. (Здесь и далее символ «х» заменяет номер 6 или 7 для базовых таймеров TIM6 и TIM7 соответственно.) Предва-рительный делитель TIMx_PSC позво-ляет регулировать частоту тактовых импульсов для счётного регистра, а регистр автозагрузки TIMx_ARR даёт возможность задавать диапазон отсчё-та таймера. Контроллер запуска и синхронизации вместе с регистрами управления и состояния служат для организации режима работы тайме-ра и позволяют контролировать его функционирование.
Благодаря своей организации счёт-чик таймера может считать в прямом и в обратном направлении, а также до середины заданного диапазона в прямом, а затем в обратном направлении. На вход базового таймера может подаваться сигнал от нескольких источников, в том числе тактовый сигнал синхронизации от шины APB1, внешний сигнал или выходной сигнал других таймеров, подаваемый на выводы захвата и сравнения. Таймеры TIM6 и TIM7 тактируются от шины APB1. Если использовать кварцевый резонатор с частотой 8 МГц и заводские настройки тактирования по умолчанию, то тактовая частота с шины синхронизации APB1 составит 24 МГц.
Регистры базового таймера
В таблице приведена карта регистров для базовых таймеров TIM6 и TIM7. Базовые таймеры включают в свой состав следующие 8 регистров:
●● TIMx_CNT – Counter (счётный ре-гистр);
●● TIMx_PSC – Prescaler (предваритель-ный делитель);
●● TIMx_ARR – Auto Reload Register (регистр автоматической загрузки);
●● TIMx_CR1 – Control Register 1 (регистр управления 1);
●● TIMx_CR2 – Control Register 2 (ре-гистр управления 2);
●● TIMx_DIER – DMA Interrupt Enable Register (регистр разрешения ПДП и прерываний);
●● TIMx_SR – Status Register (статусный регистр);
●● TIMx_EGR – Event Generation Register (регистр генерации событий).
Регистры TIMx_CNT, TIMx_PSC и TIMx_ARR используют 16 информа-ционных разрядов и позволяют запи-сывать значения от 0 до 65535. Частота тактовых импульсов для счётного регистра TIMx_CNT, прошед-ших через делитель TIMx_PSC, рассчи-тывается по формуле: Fcnt = Fin/(PSC + 1), где Fcnt – частота импульсов счётно-го регистра таймера; Fin – тактовая частота; PSC – содержимое регистра TIMx_PSC таймера, определяющее коэффициент деления. Если записать в регистр TIMx_PSC значение 23999, то счётный регистр TIMx_CNT при тактовой частоте 24 МГц будет изменять своё значение 1000 раз в секунду. Регистр автоматической загрузки хранит значение для загрузки счёт-ного регистра TIMx_CNT. Обновление содержимого регистра TIMx_CNT про-изводится после его переполнения или обнуления, в зависимости от заданно-го для него направления счёта. Регистр управления TIMх_CR1 име-ет несколько управляющих разрядов. Разряд ARPE разрешает и запрещает буферирование записи в регистр авто-матической загрузки TIMx_ARR. Если этот бит равен нулю, то при записи нового значения в TIMx_ARR оно будет загружено в него сразу. Если бит ARPE равен единице, то загрузка в регистр произойдёт после события достиже-ния счётным регистром предельного значения. Разряд OPM включает режим «одно-го импульса». Если он установлен, после переполнения счётного регистра счёт останавливается и происходит сброс разряда CEN. Разряд UDIS разрешает и запрещает генерирование события от таймера. Если он обнулён, то событие будет гене-рироваться при наступлении условия генерирования события, то есть при переполнении таймера или при про-граммной установке в регистре TIMx_ EGR разряда UG. Разряд CEN включает и отключает таймер. Если обнулить этот разряд, то будет остановлен счёт, а при его уста-новке счёт будет продолжен. Входной делитель при этом начнёт счёт с нуля. Регистр управления TIMх_CR2 име-ет три управляющих разряда MMS2… MMS0, которые определяют режим мастера для таймера. В регистре TIMx_DIER использует-ся два разряда. Разряд UDE разреша-ет и запрещает выдавать запрос DMA (ПДП) при возникновении события. Разряд UIE разрешает и запрещает пре-рывание от таймера. В регистре TIMx_SR задействован только один разряд UIF в качестве фла-га прерывания. Он устанавливается аппаратно, при возникновении собы-тия от таймера. Сбрасывать его нужно программно. Регистр TIMx_EGR содержит разряд UG, который позволяет программно генерировать событие «переполне-ние счётного регистра». При установ-ке этого разряда, происходит генера-ция события и сброс счётного регистра и предварительного делителя. Обнуля-ется этот разряд аппаратно. Благода-ря этому разряду можно программно генерировать событие от таймера, и тем самым принудительно вызывать функ-цию обработчика прерывания таймера.
Рассмотрим назначение регистров управления и состояния таймера на конкретных примерах программ.
Примеры программ
Для запуска таймера необходи-мо выполнить несколько операций, таких как подача тактирования на тай-мер и инициализация его регистров. Рассмотрим эти операции на основе примеров программ для работы с тай мерами. Довольно часто в процессе програм-мирования возникает задача реализа-ции временных задержек. Для реше-ния данной задачи необходима функ-ция формирования задержки. Пример такой функции на основе базово-го таймера TIM7 для STM32 приведён в листинге 1.
Листинг 1
#define FAPB1 24000000 // Тактовая частота шины APB1 // Функция задержки в миллисекундах и микросекундах void delay(unsigned char t, unsigned int n){ // Загрузить регистр предварительного делителя PSC If(t = = 0) TIM7->PSC = FAPB1/1000000-1; // для отсчёта микросекунд If(t = = 1) TIM7->PSC = FAPB1/1000-1; // для отсчёта миллисекунд TIM7->ARR = n; // Загрузить число отсчётов в регистр автозагрузки ARR TIM7->EGR |= TIM_EGR_UG; // Сгенерировать событие обновления // для записи данных в регистры PSC и ARR TIM7->CR1 |= TIM_CR1_CEN|TIM_CR1_OPM; // Пуск таймера //путём записи бита разрешения счёта CEN //и бита режима одного прохода OPM в регистр управления CR1 while (TIM7->CR1&TIM_CR1_CEN != 0); // Ожидание окончания счёта }
Эта функция может формировать задержки в микросекундах или мил-лисекундах в зависимости от парамет ра «t». Длительность задержки задаётся параметром «n». В данной программе задействован режим одного прохода таймера TIM7, при котором счётный регистр CNT выполняет счёт до значения переполне-ния, записанного в регистре ARR. Когда эти значения сравняются, таймер оста-новится. Факт остановки таймера ожи-дается в цикле while, путём проверки бита CEN статусного регистра CR1. Включение тактирования таймеров производится однократно в главном модуле программы при их инициали-зации. Базовые таймеры подключены к шине APB1, поэтому подача такто-вых импульсов выглядит следующим образом:
RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_ TIM6EN; // Включить тактирование на TIM6 RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_ TIM7EN; // Включить тактирование на TIM7
Описанный выше программный спо-соб формирования задержки имеет существенный недостаток, связанный с тем, что процессор вынужден зани-маться опросом флага на протяжении всего времени задержки и поэтому не имеет возможности в это время выпол-нять другие задачи. Устранить такой недостаток можно с помощью использо-вания режима прерываний от таймера. Функции обработки прерывания для базовых таймеров обычно выгля-дят следующим образом:
Void TIM7_IRQHandler(){ TIM7->SR = ~TIM_SR_UIF; // Обнулить флаг //Выполнить операции } void TIM6_DAC_IRQHandler(){ //Если событие от TIM6 if(TIM6->SR & TIM_SR_UIF){ TIM6->SR =~ TIM_SR_UIF; // Обнулить флаг //Выполнить операции } }
Рассмотрим пример программы для организации задержки на базовом тай-мере TIM6, которая использует преры-вания от таймера. Для контроля выпол-нения программы задействуем один из выводов микроконтроллера для управ-ления светодиодными индикаторами, которые должны будут переключаться с периодичностью, определяемой про-граммной задержкой, организованной на таймере TIM6. Пример такой программы приведён в листинге 2.
Листинг 2
// Подключение библиотек
#include
В данной программе функция задержки вызывается один раз, после чего процессор может выполнять дру-гие операции, а таймер будет регуляр-но формировать прерывания с задан-ным интервалом задержки. Аналогичную программу можно напи-сать и для таймера TIM7. Отличие такой программы будет состоять в именах реги-стров и названии обработчика прерыва-ния. Обработчик прерывания таймера TIM6 имеет одну особенность, связанную с тем, что вектор обработки прерывания этого таймера объединён с прерывани-ем от цифро-аналогового преобразова-теля (ЦАП). Поэтому в функции обработ-чика прерывания выполняется проверка источника прерывания. Подробнее озна-комиться с таймерами микроконтролле-ра STM32 можно на сайте St.com . Для таймера существует множество других задач, описанных выше, кото-рые он может успешно решить. Поэто-му его применение в программе значи-тельно облегчает нагрузку на процес-сор и делает программу эффективнее.
Таймеры — это такая периферия контроллера STM32 позволяющая нам очень точно отсчитывать интервалы времени. Это пожалуй одна из самых важных и наиболее используемых функций, однако есть и другие. Следует начать с того, что в контроллерах STM32 существуют таймеры разной степени крутости. Самые простые это Basic
timers
. Они хороши тем, что очень просто настраиваются и управляются при помощи минимума регистров. Все что они умеют это отсчитывать временные интервалы и генерировать когда таймер дотикает до заданного значения. Следующая группа (general-purpose timers
) гораздо круче первой, они умеют генерировать ШИМ, умеют считать испульсы поступающие на определённые ножки, можно подключать энкодер итд. И самый крутой таймер это advanced-control timer
, думаю что его я использовать не буду еще очень долго так как мне пока без надобности управлять трехфазным электродвигателем. Начать знакомство с таймерами следует с чего попроще, я решил взяться за Basic таймеры. Задача которую я себе поставил: Заставить таймер генерить прерывания каждую секунду.
Первым делом отмечу, что Basic таймеры (TIM6 и TIM7) прицеплены к шине APB1, поэтому в случае если частота тактовых импульсов на ней будет меняться, то и таймеры начнут тикать быстрее или медленнее. Если ничего не менять в настройках тактирования и оставить их по умолчанию, то частота APB1 составляет 24МГц при условии что подключен внешний кварц на частоту 8 МГц. Вообще система тактирования у STM32 очень замысловатая и я попробую про неё нормально написать отдельный пост. А пока просто воспользуемся теми настройками тактирования которые задаются кодом автоматически сгенерированым CooCox’ом. Начать стоит с самого главного регистра — TIMx_CNT (здесь и далее x — номер basic таймера 6 или 7). Это счётный 16-ти битный регистр, занимающийся непосредственно счётом времени. Каждый раз когда с шины APB1 приходит тактовый импульс, содержимое этого регистра увеличивается на едницу. Когда регистр переполняется, все начинается с нуля. При нашей дефолтной частоте шины APB1, таймер за одну секунду тикнет 24 млн раз! Это очень дофига, и поэтому у таймера есть предделитель, управлять которым мы можем при помощи регистра TIMx_PSC . Записав в него значение 24000-1 мы заставим счётный регистр TIMx_CNT увеличивать свое значение каждую милисекунду (Частоту APB1 делим на число в регистре предделителе и получаем сколько раз в секунду увеличивается счётчик). Единицу нужно вычесть потому, что если в регистре ноль то это означает, что включен делитель на единицу. Теперь, когда счётный регистр дотикает до 1000 мы можем точно заявить, что прошла ровно одна секунда! И че теперь опрашивать счётный регистр и ждать пока там появится 1000? Это не наш метод, ведь мы можем заюзать ! Но вот беда, прерывание у нас всего одно, и возникает оно когда счётчик обнулится. Для того чтоб счётчик обнулялся досрочно, а не когда дотикает до 0xFFFF, служит регистр TIMx_ARR . Записываем в него то число до которого должен досчитывать регистр TIMx_CNT перед тем как обнулиться. Если мы хотим чтоб прерывание возникало раз в секунду, то нам нужно записать туда 1000. По части непосредственно отсчёта времени это все, но таймер сам по себе тикать не начнет. Его нужно включить установив бит CEN в регистре TIMx_CR1 . Этот бит разрешает начать отсчёт, соответственно если его сбросить то отсчет остановится (ваш К.О.). В регистре есть и другие биты но они нам не особо интересны. Зато интересен нам еще один бит, но уже в регистре TIMx_DIER . Называется он UIE, установив его мы разрешаем таймеру генерить прерывания при сбросе счётного регистра. Вот собственно и всё, даже не сложней чем в каких-нибудь AVRках. Итак небольше резюме: Чтоб заюзать basic таймер нужно:
- Установить предделитель чтоб таймер не тикал быстро (TIMx_PSC )
- Задать предел до которого таймер должен дотикать перед своим сбросом (TIMx_ARR )
- Включить отсчет битом CEN в регистре TIMx_CR1
- Включить прерывание по переполнению битом UIE в регистре TIMx_DIER
Вот такая нехитрая последовательность. А теперь настало время достать и попробовать в миллионный раз мигнуть этим несчастными светодиодами, но уже с помощью таймера 🙂
#include "stm32f10x.h" #include "stm32f10x_gpio.h" #include "stm32f10x_rcc.h" int main() { GPIO_InitTypeDef PORT; //Включаем порт С и таймер 6 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC , ENABLE); RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM6,ENABLE); // Настроим ноги со светодиодами на выход PORT.GPIO_Pin = (GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_8); PORT.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; PORT.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz; GPIO_Init(GPIOC, &PORT); TIM6->PSC = 24000 - 1; // Настраиваем делитель что таймер тикал 1000 раз в секунду TIM6->ARR = 1000 ; // Чтоб прерывание случалось раз в секунду TIM6->DIER |= TIM_DIER_UIE; //разрешаем прерывание от таймера TIM6->CR1 |= TIM_CR1_CEN; // Начать отсчёт! NVIC_EnableIRQ(TIM6_DAC_IRQn); //Разрешение TIM6_DAC_IRQn прерывания while(1) { //Программа ничего не делает в пустом цикле } } // Обработчик прерывания TIM6_DAC void TIM6_DAC_IRQHandler(void) { TIM6->SR &= ~TIM_SR_UIF; //Сбрасываем флаг UIF GPIOC->ODR^=(GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_8); //Инвертируем состояние светодиодов }
Стоит добавить небольшое примечание к обработчику прерывания. Дело в том, что он у нас используется сразу двумя блоками периферии: таймером 6 и DAC’ом. Это означает, что если вы будете писать программу которая разрешает прерывания от обоих этих периферийных устройств, то в теле обработчика необходимо проверять кто же из них вызвал прерывание. В нашем случае я не стал этого делать, так как ни каких прерываний от DAC возникнуть не может. Он не настроен, а по дефолту прерывания запрещены. В следующий раз рассмотрим general-purpose таймеры и их практическое применение.
Собственно, поэтому давайте сразу же переходить к программированию. Возьмем любой из базовых таймеров микроконтроллера STM32F3 , произведем его минимальную настройку и попытаемся сгенерировать прерывания через равные промежутки времени. Максимально простой пример 😉
Итак, из Standard Peripheral Library нам понадобятся парочка файлов, в которых реализовано взаимодействие с регистрами таймеров:
| #include "stm32f30x_gpio.h" #include "stm32f30x_rcc.h" #include "stm32f30x_tim.h" #include "stm32f30x.h" /*******************************************************************/ TIM_TimeBaseInitTypeDef timer; /*******************************************************************/ |
Минимальная инициализация таймера выглядит следующим образом. Кстати заодно настроим одну из ножек контроллера на работу в режиме выхода. Это нужно всего лишь для того, чтобы мигать светодиодиком 😉
| /*******************************************************************/ void initAll() { // Тактирование - куда ж без него RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOE, ENABLE) ; RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE) ; // На этом выводе у нас синий светодиод (STM32F3Discovery) gpio.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT; gpio.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; gpio.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; gpio.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOE, & gpio) ; // А вот и долгожданная настройка таймера TIM2 TIM_TimeBaseStructInit(& timer) ; timer.TIM_Prescaler = 7200 ; timer.TIM_Period = 20000 ; TIM_TimeBaseInit(TIM2, & timer) ; /*******************************************************************/ |
Тут стоит уделить внимание двум непонятно откуда взявшимся числам – 7200 и 20000 . Сейчас разберемся что это 😉 Таймер у меня тактируется частотой 72 МГц . Prescaler, он же предделитель, нужен для того, чтобы эту частоту делить) Таким образом, получаем 72 МГц / 7200 = 10 КГц . Значит один “тик” таймера соответствует (1 / 10000) секунд , что равняется 100 микросекундам. Период таймера – это величина, досчитав до которой программа улетит на обработчик прерывания по переполнению таймера. В нашем случае таймер дотикает до 20000 , что соотвествует (100 * 20000) мкс или 2 секундам. То есть светодиод (который мы зажигаем и гасим в обработчике прерывания) будет мигать с периодом 4 секунды (2 секунды горит, 2 секунды не горит =)). Теперь с этим все понятно, продолжаем…
В функции main() вызываем функцию инициализации, а также включаем прерывания и таймер. В цикле while(1) кода и того меньше – он просто пуст 😉
| /*******************************************************************/ int main() { __enable_irq() ; initAll() ; TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE) ; TIM_Cmd(TIM2, ENABLE) ; NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn) ; while (1 ) { } } /*******************************************************************/ |
Все, осталось написать пару строк для обработчика прерываний, и дело сделано:
| /*******************************************************************/ void TIM2_IRQHandler() { TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update) ; if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE, GPIO_Pin_8) == 1 ) { GPIO_ResetBits(GPIOE, GPIO_Pin_8) ; } else { GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_8) ; } } /*******************************************************************/ |
Прошив программу в контроллер, наблюдаем мигающий синий светодиод, следовательно программа функционирует верно! В принципе на этом все на сегодня, такая вот получилась краткая статейка)
В STM32 есть множество очень удобных и гибких в настройке таймеров. Даже у самого младшего микроконтроллера (STM32F030F4P6) есть 4 таких таймера.
8. Настроим проект - добавим нужные файлы
Чтобы использовать таймер, нам потребуется подключить файл библиотеки периферии stm32f10x_tim.c. Точно так же, правой кнопкой щёлкаем в Workspace (окно слева) по группе StdPeriphLib, Add –> Add files, файл LibrariesSTM32F10x_StdPeriph_Driversrcstm32f10x_tim.c.
Ещё нужно включить использование заголовка к этому файлу. Открываем stm32f10x_conf.h (правой кнопкой по названию этого файла в коде, «Open stm32f10x_conf.h». Раскомментируем строчку #include «stm32f10x_tim.h».
9. Добавим таймер
Задержка пустым циклом - это кощунство, тем более на таком мощном кристалле как STM32, с кучей таймеров. Поэтому сделаем эту задержку с помощью таймера.
В STM32 есть разные таймеры, отличающиеся набором свойств. Самые простые - Basic timers, посложнее - General purpose timers, и самые сложные - Advanced timers. Простые таймеры ограничиваются просто отсчётом тактов. В более сложных таймерах появляется ШИМ. Самые сложные таймеры, к примеру, могут сгенерировать 3–фазный ШИМ с прямыми и инверсными выходами и дедтаймом. Нам хватит и простого таймера, под номером 6.
Немного теории
Всё, что нам требуется от таймера - досчитывать до определённого значения и генерировать прерывание (да, мы ещё и научимся использовать прерывания). Таймер TIM6 тактируется от системной шины, но не напрямую а через прескалер - простой программируемый счётчик–делитель (подумать только, в СССР выпускались специальные микросхемы–счётчики, причём программируемые были особым дефицитом - а теперь я говорю о таком счётчике просто между делом). Прескалер можно настраивать на любое значение от 1 (т.е. на счётчик попадёт полная частота шины, 24МГц) до 65536 (т.е. 366 Гц).
Тактовые сигналы в свою очередь, увеличивают внутренний счётчик таймера, начиная с нуля. Как только значение счётчика доходит до значения ARR - счётчик переполняется, и возникает соответствующее событие. По наступлению этого события таймер снова загружает 0 в счётчик, и начинает считать с нуля. Одновременно он может вызвать прерывание (если оно настроено).
На самом деле процесс немного сложнее: есть два регистра ARR - внешний и внутренний. Во время счёта текущее значение сравнивается именно со внутренним регистром, и лишь при переполнении внутренний обновляется из внешнего. Таким образом, можно безопасно менять ARR во время работы таймера - в любой момент.
Код
Код будет очень похож на предыдущий, т.к. инициализация всей периферии происходит однотипно - за тем лишь исключением, что таймер TIM6 висит на шине APB1. Поэтому включение таймера: RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM6, ENABLE);
Теперь заводим структуру типа TIM_TimeBaseInitTypeDef, инициализируем её (TIM_TimeBaseStructInit), настраиваем, передаём её в функцию инициализации таймера (TIM_TimeBaseInit) и наконец включаем таймер (TIM_Cmd).
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_InitStructure; // Заводим структуру TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_InitStructure); // Инициализация структуры TIM_InitStructure.TIM_Prescaler = 24000; // Предделитель TIM_InitStructure.TIM_Period = 1000; // Период таймера TIM_TimeBaseInit(TIM6, &TIM_InitStructure); // Функция настройки таймера TIM_Cmd(TIM6, ENABLE); // Включение таймера
Что за магические числа? Как мы помним, на шине присутствует тактовая частота 24МГц (при наших настройках проекта). Настроив предделитель таймера на 24000, мы поделим эту частоту на 24 тысячи, и получим 1кГц. Именно такая частота попадёт на вход счётчика таймера.
Значение же в счётчике - 1000. Значит, счётчик переполнится за 1000 тактов, т.е. ровно за 1 секунду.
После этого у нас действительно появляется работающий таймер. Но это ещё не всё.
10. Разберёмся с прерываниями
Окей, прерывания. Для меня когда–то (во времена PIC) они были тёмным лесом, и я старался вообще их не использовать - да и не умел, на самом деле. Однако, в них заключена сила, игнорировать которую вообще недостойно. Правда, прерывания в STM32 - ещё более сложная штука, особенно механизм их вытеснения; но об этом позже.
Как мы заметили раньше, таймер генерирует прерывание в момент переполнения счётчика - если включена вообще обработка прерываний этого прибора, конкретно это прерывание включено и сброшено предыдущее такое же. Анализируя эту фразу, понимаем что нам нужно:
- Включить вообще прерывания таймера TIM6;
- Включить прерывание таймера TIM6 на переполнение счётчика;
- Написать процедуру–обработчик прерывания;
- После обработки прерывания сбросить его.
Включение прерываний
Честно говоря, тут вообще ничего сложного. Первым делом включаем прерывания TIM6: NVIC_EnableIRQ(TIM6_DAC_IRQn); Почему такое название? Потому что в ядре STM32 прерывания от TIM6 и от ЦАП имеют одинаковый номер. Не знаю, почему так сделано - экономия, нехватка номеров или просто какая–то наследная штука - в любом случае, никаких проблем это не принесёт, потому что в этом проекте не используется ЦАП. Даже если в нашем проекте использовался бы ЦАП - мы могли бы при входе в прерывание узнавать, кто конкретно его вызвал. Практически все другие таймеры имеют единоличное прерывание.
Настройка события–источника прерываний: TIM_ITConfig(TIM6, TIM_DIER_UIE, ENABLE); - включаем прерывание таймера TIM6 по событию TIM_DIER_UIE, т.е. событие обновления значения ARR. Как мы помним из картинки, это происходит одновременно с переполнением счётчика - так что это именно то событие, которое нам нужно.
На текущий момент код таймерных дел таков:
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM6, ENABLE); TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_InitStructure; TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_InitStructure); TIM_InitStructure.TIM_Prescaler = 24000; TIM_InitStructure.TIM_Period = 1000; TIM_TimeBaseInit(TIM6, &TIM_InitStructure); TIM_Cmd(TIM6, ENABLE); NVIC_EnableIRQ(TIM6_DAC_IRQn); TIM_ITConfig(TIM6, TIM_DIER_UIE, ENABLE);
Обработка прерываний
Сейчас запускать проект нельзя - первое же прерывание от таймера не найдёт свой обработчик, и контроллер повиснет (точнее, попадёт в обработчик HARD_FAULT, что по сути одно и то же). Нужно его написать.
Немного теории
Он должен иметь совершенно определённое имя, void TIM6_DAC_IRQHandler(void). Это имя, так называемый вектор прерывания, описано в файле startup (в нашем проекте это startup_stm32f10x_md_vl.s - можете сами увидеть, 126 строка). На самом деле вектор - это адрес обработчика прерывания, и при возникновении прерывания ядро ARM лезет в начальную область (в которую транслирован файл startup - т.е. его местоположение задано совершенно жёстко, в самом начале флеш–памяти), ищет там вектор и переходит в нужное место кода.
Проверка события
Первое что мы должны сделать при входе в такой обработчик - проверить, какое событие вызвало прерывание. Сейчас у нас всего одно событие, а в реальном проекте на одном таймере вполне могут быть несколько событий. Поэтому проверяем событие, и выполняем соответствующий код.
В нашей программе эта проверка будет выглядеть так: if (TIM_GetITStatus(TIM6, TIM_IT_Update) != RESET) - всё понятно, функция TIM_GetITStatus проверяет наличие указанного события у таймера, и возвращает 0 или 1.
Очистка флага UIF
Второй шаг - очистка флага прерывания. Вернитесь к картинке: самый последний график UIF это и есть флаг прерывания. Если его не очистить, следующее прерывание не сможет вызваться, и контроллер опять упадёт в HARD_FAULT (да что же такое!).
Выполнение действий в прерывании
Будем просто переключать состояние светодиода, как и в первой программе. Разница в том, что теперь наша программа делает это более сложно! На самом деле, так писать гораздо правильнее.
If(state) GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_8, Bit_SET); else GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_8, Bit_RESET); state = 1 - state;
Используем глобальную переменную int state=0;
11. Весь код проекта с таймером
#include "stm32f10x_conf.h" int state=0; void TIM6_DAC_IRQHandler(void) { if (TIM_GetITStatus(TIM6, TIM_IT_Update) != RESET) { TIM_ClearITPendingBit(TIM6, TIM_IT_Update); if(state) GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_8, Bit_SET); else GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_8, Bit_RESET); state = 1 - state; } } void main() { RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE); GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure); GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_8, Bit_SET); RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM6, ENABLE); TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_InitStructure; TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_InitStructure); TIM_InitStructure.TIM_Prescaler = 24000; TIM_InitStructure.TIM_Period = 1000; TIM_TimeBaseInit(TIM6, &TIM_InitStructure); TIM_Cmd(TIM6, ENABLE); NVIC_EnableIRQ(TIM6_DAC_IRQn); TIM_ITConfig(TIM6, TIM_DIER_UIE, ENABLE); while(1) { } }Архив с проектом таймера.
Ну и к слову, таймер умеет переключать ногу и сам, без прерываний и ручной обработки. Это будет наш третий проект.
Весь цикл:
1. Порты ввода–вывода
2. Таймер и прерывания
3. Выходы таймера
4. Внешние прерывания и NVIC
5. Ставим FreeRTOS
Post Views: 235
