第十八课--定时器中断的使用/zh

目的

上一课我们学习了Microduino CoreSTM32外部中断的使用，本课将学习定时器中断的使用。仅有硬币大小的Microduino CoreSTM32内部有4个16位定时器，每个定时器可以计数到最大65535，每个定时器有4个比较器，每个比较器可以独立地与定时器比较触发操作，触发操作可以是PWM或产生中断。同一个定时器上的不同比较器可以以相同的频率触发，但触发的相位不同，这可以用于PWM与步进电机驱动等应用。

设备

• Microduino-CoreSTM32/zh

Microduino-CoreSTM 是以ARM Cortex-M3为核心的32位单片机开发核心板，是一个开源的、与Microduino其它模块扩展模块兼容的控制器模块。

• 其他硬件设备

• 面包板跳线 一盒
• 面包板 一块
• USB数据连接线 一根

实验原理

控制硬件定时器需要实例化HardwareTimer类。注意，PWM也是由定时器控制的，在同时使用定时器和PWM时，需要尽量避免共用一个定时器或触发器。

• 为了使用定时器中断，这里建议采用下面的步骤：

• 1）用pause()函数暂停定时器。
• 2）设定分频器与溢出值（也可用setPeriod()来设定）。
• 3）选择一个通道来处理中断，并将该通道工作模式设定为TIMER_OUTPUT_COMPARE。
• 4）设定选定通道的比较值，该值可以是0到溢出值之间的一个值，如果你不在乎具体什么值触发中断则可以忽略，默认会在计数器为1时触发。
• 5）连接中断到用于处理该定时器中断的函数。
• 6）用refresh()函数重置计数器。
• 7）用resume()函数恢复计数器计时。

下面我们结合上边的步骤用定时器来闪烁Microduino CoreSTM32上的LED。

程序

HardwareTimer timer1(1);
void setup()
{
  pinMode(BOARD_LED_PIN, OUTPUT);
  timer1.pause();              //暂停定时器
  timer1.setPeriod(50000);     //50ms，设置定时器的计时周期，该操作会设定分频器和溢出值，已获得尽可能接近指定周期的溢出周期
  timer1.setMode(1,TIMER_OUTPUT_COMPARE);   //设定比较器1触发中断
  timer1.setCompare(1, 1);                 //设定比较器1的值为1,当计数器计数到1时触发比较器1
  timer1.attachInterrupt(1,handler_led);   //为通道1设置中断
  timer1.refresh();                        //重置定时器，恢复定时器的值为0，并更新溢出值与分频设置
  timer1.resume();                         //开始计数
}
void loop()
{}
void handler_led(void) 
{
  toggleLED();
}

程序说明：

• void setMode(int channel, timer_mode mode)

• 设定定时器的工作模式。
• 参数：channel定时器通道。
• mode定时器的工作模式有3种：TIMER_DISABLED（关闭）、TIMER_PWM（PWM，初始化后的默认模式）、TIMER_OUTPUT_COMPARE（由定时器触发中断）。

• void setCompare(int channel, uint16 compare)

• 参数：channel定时器通道。
• compare比较值，可以是0或溢出值-1。
• 设定定时器中指定通道的比较值，该值用于控制触发事件的相位，当比较值大于定时器溢出值时，会被设定为定时器的溢出值。定时器计数达到比较器的比较值时会触发操作，例如，PWM或是通过中断执行某个指定函数。

调试

• 把程序代码复制到Maple IDE编译下载到Microduino CoreSTM32观察实验现象。
• 大家可以尝试通过设置void setPrescaleFactor(uint32 factor)和void setOverflow(uint16 val)函数来设置定时器的计时周期。第一个函数是用来设置定时器的分频系数，取值范围在1-65536之间，第二个函数是用于设定定时器的溢出值，用于控制定时器计数周期。
• Maple 的工作频率为72 MHz，若factor为1，则定时分辨率为13.89 ns（1 ns=10-9 s=10-6 ms=10-3 μs）。下表给出常见的定时器分频系数与分辨率、最长计时周期的关系。