第五十四章：CH32V103应用教程——TIM-时钟输入选择

草帽王子

本章教程通过高级定时器TIM1选择时钟输入，并通过两种外部时钟源进行演示。


1、TIM简介及相关函数介绍

时钟输入选择

由上图可知，定时器TIM的CK_PSC（预分频器时钟）的时钟来源具有以下4种：

1、内部时钟源（CK_INT）
如果将定时器从模式控制寄存器（TIMx_SMCFGR）SMS域设置为000时，由内部时钟CK_INT驱动，即选定内部时钟源（CK_INT）为时钟，此时时钟CK_INT就是CK_PSC。

2、外部时钟源模式1
如果将定时器从模式控制寄存器（TIMx_SMCFGR）SMS域设置为111时，就会启用外部时钟源模式1。启用外部时钟源模式1时，TRGI 被选定为CK_PSC的来源，值得注意的，还需要通过配置 TS 域来选择 TRGI 的来源。TS 域可选择以下几种脉冲作为时钟来源：
1）内部触发（ITRx，x 为 0,1,2,3）；
2）比较捕获通道 1 经过边缘检测器后的信号（TI1F_ED）；
3）比较捕获通道的信号 TI1FP1、TI2FP2；
4）来自外部时钟引脚输入的信号 ETRF。

3、外部时钟源模式2
如果将定时器从模式控制寄存器（TIMx_SMCFGR）SMS域设置为111且将ECE位置1时，将会启用外部时钟源模式2,。使用外部触发模式 2 能在外部时钟引脚输入的每一个上升沿或者下降沿计数。使用外部时钟源模式2时，ETRF被选定为CK_PSC。ETR引脚经过可选的反相器（ETP），分频器（ETPS）后成为ETRP，再经过滤波器（ETF）后即成为ETRF。

4、编码器模式
如果将定时器从模式控制寄存器（TIMx_SMCFGR）SMS域设置为001、010、011时将会启用编码器模式。启用编码器模式可以选择在 TI1FP1 和 TI2FP2中某一个特定的电平下以另一个跳变沿作为信号进行信号输出。此模式用于外接编码器使用的情况下。具体功能可参考CH32V103应用手册14.3.9节。

关于CH32V103定时器（TIM）具体信息，可参考CH32V103应用手册。关于TIM标准库函数，在第七章已介绍，在此不再赘述。


2、硬件设计

本章教程主要进行时钟输入选择，将两种外部时钟源作为时钟输入选择，需用到PA8引脚和PA12引脚。实验时只需将外部时钟分别于PA8引脚和PA12引脚连接即可。


3、软件设计

本章教程主要进行时钟选择实验，具体程序如下：
tim.h文件

1. #ifndef __TIM_H
   
2. #define __TIM_H
   
3. 
   
4. #include "ch32v10x_conf.h"
   
5. 
   
6. 
   
7. /* External Clock Mode Definition */
   
8. #define ETR_CLK_MODE1   0
   
9. #define ETR_CLK_MODE2   1
   
10. 
    
11. /*  External Clock Mode Selection */
    
12. #define ETR_CLK ETR_CLK_MODE1
    
13. //#define ETR_CLK ETR_CLK_MODE2
    
14. 
    
15. void TIM1_ETRClockMode1_Init(void);
    
16. void TIM1_ETRClockMode2_Init(void);
    
17. 
    
18. #endif

复制代码

tim.h文件主要进行相关宏定义和函数声明；
tim.c文件

1. 
   
2. #include "tim.h"
   
3. 
   
4. /*******************************************************************************
   
5. * Function Name  : TIM1_ETRClockMode1_Init
   
6. * Description    : Configures the External clock Mode1.
   
7. * Input          : None
   
8. * Return         : None
   
9. *******************************************************************************/
   
10. void TIM1_ETRClockMode1_Init(void)
    
11. {
    
12.     RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE );
    
13. 
    
14.     TIM_CounterModeConfig( TIM1, TIM_CounterMode_Up );  //设置计数模式为向上计数
    
15. 
    
16.     TIM_SetAutoreload( TIM1, 0x3EB );  //设置计数器重装载值
    
17. 
    
18.     //配置外部时钟源模式1
    
19.     TIM_ETRClockMode1Config( TIM1, TIM_ExtTRGPSC_OFF, TIM_ExtTRGPolarity_Inverted, 0x0 );
    
20. 
    
21.     /* GPIOA8 Input as TIM Clock Source */
    
22.     TIM_TIxExternalClockConfig( TIM1, TIM_TIxExternalCLK1Source_TI1, TIM_ICPolarity_Rising, 0x00);
    
23.     TIM_Cmd( TIM1, ENABLE );
    
24. }
    
25. 
    
26. 
    
27. /*******************************************************************************
    
28. * Function Name  : TIM1_ETRClockMode2_Init
    
29. * Description    : Configures the External clock Mode2.
    
30. * Input          : None
    
31. * Return         : None
    
32. *******************************************************************************/
    
33. void TIM1_ETRClockMode2_Init(void)
    
34. {
    
35.     RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE );
    
36. 
    
37.     TIM_CounterModeConfig( TIM1, TIM_CounterMode_Up );
    
38.     TIM_SetAutoreload( TIM1, 0x3EB );
    
39. 
    
40.     /* GPIOA12 Input as TIM Clock Source */
    
41.     TIM_ETRClockMode2Config( TIM1, TIM_ExtTRGPSC_OFF, TIM_ExtTRGPolarity_Inverted, 0x0 );
    
42.     TIM_SelectInputTrigger( TIM1, TIM_TS_ETRF );
    
43.     TIM_Cmd( TIM1, ENABLE );
    
44. }

复制代码

tim.c文件主要进行两种外部时钟的配置。
TIM1_ETRClockMode1_Init函数为外部时钟源模式1配置函数，具体如下：

1. void TIM1_ETRClockMode1_Init(void)
   
2. {
   
3.     RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE );
   
4. 
   
5.     TIM_CounterModeConfig( TIM1, TIM_CounterMode_Up );  //设置计数模式为向上计数
   
6. 
   
7.     TIM_SetAutoreload( TIM1, 0x3EB );  //设置计数器重装载值
   
8. 
   
9.     //配置外部时钟源模式1
   
10.     TIM_ETRClockMode1Config( TIM1, TIM_ExtTRGPSC_OFF, TIM_ExtTRGPolarity_Inverted, 0x0 );
    
11. 
    
12.     /* GPIOA8 Input as TIM Clock Source */
    
13.     TIM_TIxExternalClockConfig( TIM1, TIM_TIxExternalCLK1Source_TI1, TIM_ICPolarity_Rising, 0x00);
    
14.     TIM_Cmd( TIM1, ENABLE );
    
15. }

复制代码

• 首先对定时器计数模式和重装载值进行配置，向上计数模式，重装载值为0x3EB;
• TIM_ETRClockMode1Config函数为外部时钟源模式1初始化配置函数，其有4个输入，分别为TIMx：指定定时器外设，此处为TIM1；
• TIM_ExtTRGPrescaler：外部触发信号分频，此处为TIM_ExtTRGPSC_OFF，即关闭预分频；
• TIM_ExtTRGPolarity：ETR触发极性选择，此处为TIM_ExtTRGPolarity_Inverted，即ETR，高电平或上升沿有效；
• ExtTRGFilter：外部触发滤波，此处为0x0，即为无滤波器。
  

TIM_ETRClockMode1Config函数具体函数如下：

1. void TIM_ETRClockMode1Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ExtTRGPrescaler, uint16_t TIM_ExtTRGPolarity,
   
2.                              uint16_t ExtTRGFilter)
   
3. {
   
4.   uint16_t tmpsmcr = 0;
   
5. 
   
6.   //配置TIMx外部触发器（ETR）。
   
7.   TIM_ETRConfig(TIMx, TIM_ExtTRGPrescaler, TIM_ExtTRGPolarity, ExtTRGFilter);
   
8. 
   
9.   tmpsmcr = TIMx->SMCFGR;
   
10. 
    
11.   //TIM_SMS值为0x0007，取反后&上 从模式控制寄存器（TIMx_SMCFGR），即将从模式控制寄存器（TIMx_SMCFGR）SMS域清0；
    
12.   tmpsmcr &= (uint16_t)(~((uint16_t)TIM_SMS));
    
13. 
    
14.   //TIM_SlaveMode_External1值为0x0007，| 上 从模式控制寄存器（TIMx_SMCFGR），即即将 从模式控制寄存器（TIMx_SMCFGR）SMS域设置为111，即选择外部时钟模式1
    
15.   tmpsmcr |= TIM_SlaveMode_External1;
    
16. 
    
17.   //TIM_TS值为0x0070,取反后&上 从模式控制寄存器（TIMx_SMCFGR），即将从模式控制寄存器（TIMx_SMCFGR）TS域清0；
    
18.   tmpsmcr &= (uint16_t)(~((uint16_t)TIM_TS));
    
19. 
    
20.   //TIM_TS_ETRF值为0x0070,| 上 从模式控制寄存器（TIMx_SMCFGR），即即将 从模式控制寄存器（TIMx_SMCFGR）TS域设置为111，即选择外部触发输入（ETRF）
    
21.   tmpsmcr |= TIM_TS_ETRF;
    
22. 
    
23.   TIMx->SMCFGR = tmpsmcr;   //从模式控制寄存器配置
    
24. }

复制代码

其主要针对从模式控制寄存器（TIMx_SMCFGR）各个位进行配置，其中TIM_ETRConfig函数主要针对从模式控制寄存器（TIMx_SMCFGR）高8位进行配置，具体如下：

1. void TIM_ETRConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ExtTRGPrescaler, uint16_t TIM_ExtTRGPolarity,
   
2.                    uint16_t ExtTRGFilter)
   
3. {
   
4.   uint16_t tmpsmcr = 0;
   
5. 
   
6.   tmpsmcr = TIMx->SMCFGR;
   
7. 
   
8.   //SMCFGR_ETR_Mask值为0x00FF，即清除从模式控制寄存器（TIMx_SMCFGR）高8位，高8位置0，低8位保持不变
   
9.   tmpsmcr &= SMCFGR_ETR_Mask;
   
10. 
    
11.   //对从模式控制寄存器（TIMx_SMCFGR）高8位外部触发滤波、ETR触发极性选择、外部触发信号分频进行配置
    
12.   tmpsmcr |= (uint16_t)(TIM_ExtTRGPrescaler | (uint16_t)(TIM_ExtTRGPolarity | (uint16_t)(ExtTRGFilter << (uint16_t)8)));
    
13. 
    
14.   TIMx->SMCFGR = tmpsmcr;
    
15. }

复制代码

TIM1_ETRClockMode2_Init函数与TIM1_ETRClockMode1_Init函数类似，在此不再介绍；
main.c文件

1. int main(void)
   
2. {
   
3.     USART_Printf_Init(115200);
   
4.     printf("SystemClk:%d\r\n",SystemCoreClock);
   
5. 
   
6. #if (ETR_CLK == ETR_CLK_MODE1)
   
7.     TIM1_ETRClockMode1_Init( );
   
8. 
   
9. #elif (ETR_CLK == ETR_CLK_MODE2)
   
10.     TIM1_ETRClockMode2_Init( );
    
11. 
    
12. #endif
    
13. 
    
14.     while(1)
    
15.     {
    
16.         if( TIM_GetFlagStatus( TIM1, TIM_FLAG_CC1 ) != RESET )
    
17.         {
    
18.             TIM_ClearFlag( TIM1, TIM_FLAG_CC1 );
    
19.         }
    
20. 
    
21.         if( TIM_GetFlagStatus( TIM1, TIM_FLAG_Update ) != RESET )
    
22.         {
    
23.             printf("Count Update\r\n");
    
24. 
    
25.             TIM_ClearFlag( TIM1, TIM_FLAG_Update );
    
26.         }
    
27. 
    
28.     }
    
29. }

复制代码

main.c文件主要进行两种外部时钟源模式的选择以及初始化。


4、下载验证

将编译好的程序下载到开发版，并将PA8引脚或PA12与外部时钟进行连接，开发板上电后，串口打印如下：

53、TIM-时钟选择.rar

53、TIM-时钟选择.rar (474.87 KB, 下载次数: 12)

2021-9-10 17:45 上传

点击文件名下载附件

链接：https://pan.baidu.com/s/1NhY-YuZIG0VYnFhYDrPX9A
提取码：u4ha
复制这段内容后打开百度网盘手机App，操作更方便哦

完