STM32学习笔记-外部中断和外部时钟

EXTI基本结构

AFIO

中断引脚选择，所有GPIO都可以中断，但是相同的引脚Pin不可以, 注意9-5，10-15是相同的中断，所以要用标志位进行区分。
AFIO功能：外设复用功能：在STM32中，一个I/O引脚可以有多种功能，如GPIO、UART、SPI、I2C等。AFIO模块通过寄存器配置，使得某个引脚对应的特定外设功能可以被激活。
重映射功能：STM32的部分引脚默认功能可能会与其他外设冲突，AFIO提供了一种方法来将这些功能“重映射”到不同的引脚，以避免冲突。
事件控制器：AFIO还支持事件控制功能，可以将某些事件连接到I/O端口，用于唤醒低功耗模式等。

触发选择器用来选择检测方式，中断屏蔽寄存器确定开启哪些中断。/20是20根线的意思.

定时器

1. STM32 定时器的种类

STM32 的定时器根据功能分为以下几类：

• 基本定时器（如 TIM6 和 TIM7）：只有简单的计数功能，常用于周期性中断，不支持输入捕获和输出比较。
  
  预分频器写定时器的计数频率可以通过预分频器进行进一步分频，计算公式为：
  $$F_{tim}=\frac{F_{clk}}{(PSC+1)}$$
  其中，$F_{clk}$ 是输入时钟频率，$PSC$ 是预分频系数。
  计数器会不断自增。计数器和自动重装载相等，把计数器清零，重新计数。
  定时器主模式，通过主模式映射，实现硬件的自动化。

• 通用定时器（如 TIM2、TIM3、TIM4 、TIM5等）：支持输入捕获、输出比较、PWM 生成和计数器模式，应用灵活，功能较多。
  
  向下计数模式，中央对齐（先向上中断，然后下去中断）。
  外部ETR经过滤波可以输入外部时钟

• 高级定时器（如 TIM1 和 TIM8）：功能强大，具备高级的 PWM 输出控制、死区时间控制、刹车控制等功能，适合用于电机控制等复杂应用场景。
  
  多了计数器可以多次计数后再中断。
  DTG，死区，强力关断二极管。三相无刷电机。刹车输入电路，防止意外产生。

2. 定时器的主要功能

STM32 定时器具备以下核心功能：

• 计时功能：通过计数来精确测量时间，可以实现时间延迟。
• 输入捕获（Input Capture）：捕获输入信号的脉冲宽度或周期。
• 输出比较（Output Compare）：在计数器达到某一预定值时产生输出事件。
• PWM 输出：用于生成脉宽调制信号，常用于控制 LED 亮度或电机的速度。
• 编码器接口模式：可以用于电机控制中的位置和速度测量。
  预分频缓冲器可以防止运行时频率变化对定时的影响。

3. 定时器的配置

STM32 定时器通过以下几个步骤进行配置：

1. 时钟配置：定时器的计数频率由系统时钟分频得到。可以使用 RCC（Reset and Clock Control）模块来配置定时器时钟源。
   时钟树：
   
   如果外部72MHz时钟出问题了，会使用内部8MHz的。CSS，检测外部时钟是否有问题。

2. 预分频器（Prescaler）：

3. 计数器模式：定时器可以配置为向上计数、向下计数或中心对称模式（即先向上计数再向下计数，适用于 PWM）。

4. 自动重装载值（ARR）：计数器计数到这个值后会自动重置，并可触发中断或事件。通过调整 ARR 可以实现不同的定时周期。

5. 中断和事件：配置定时器的中断，可以在计数到达特定值（如 ARR）时产生中断，从而执行特定任务。

4. 定时器 PWM 输出模式

PWM（脉宽调制）模式是 STM32 定时器的重要功能之一，通过 PWM 信号可以控制 LED 亮度、伺服电机角度、直流电机速度等。PWM 信号的占空比由定时器的计数值与比较寄存器的值来决定。

配置 PWM 输出模式的步骤如下：

1. 选择 PWM 模式：将定时器的通道配置为 PWM 模式（如 PWM 模式 1 或 PWM 模式 2）。
2. 设置占空比：设置比较寄存器 CCR 值来控制占空比，比较值占周期的比例决定 PWM 信号的高电平时间。
3. 输出极性设置：可选择 PWM 信号的输出极性。
4. 启动定时器：启用定时器，并在相关通道上产生 PWM 信号。

5. 定时器中断配置

STM32 定时器支持多种中断，例如更新中断、捕获中断、比较中断等。在使用中断时，需启用定时器和 NVIC（中断向量控制器）的中断通道。

配置步骤如下：

1. 使能中断：在定时器的控制寄存器中设置中断使能位（如 TIM_IT_Update）。

2. 配置中断优先级：在 NVIC 设置中断优先级。

3. 编写中断服务函数：在中断处理函数中，编写定时器到期后的任务。

4. 清除中断标志：在中断服务函数中执行完成后，清除中断标志位以避免重复触发。

输出比较

在 STM32 中，TIM（定时器）的输出比较模式（Output Compare）是定时器模块的一个重要功能，用于生成特定的事件或输出信号。在输出比较模式下，定时器会将计数器的值与指定的比较值进行比较，当计数器达到比较值时，定时器会触发相应的事件或输出信号。

1. 输出比较模式概述

输出比较模式的核心是将定时器的计数器（CNT）的值与预设的比较寄存器（CCR）中的值进行比较。每当计数器的值与比较值相等时，TIM 就会执行相应的动作，比如触发中断、产生输出信号等。

STM32 的定时器提供多种输出比较模式，常用的包括以下几种：

• 冻结模式（Frozen Mode）：计数器达到比较值时不会产生任何输出变化。
• 活动电平模式（Active Level Mode）：计数器达到比较值时将输出设为高电平。
• 非活动电平模式（Inactive Level Mode）：计数器达到比较值时将输出设为低电平。
• 翻转模式（Toggle Mode）：计数器达到比较值时翻转输出电平。
• 强制输出模式（Force Active / Force Inactive）：强制将输出设为高电平或低电平。
• PWM 模式（PWM Mode 1 / PWM Mode 2）：PWM Mode 1：在这种模式下，当计数器的值小于比较寄存器 CCR 的值时，输出为高电平；当计数器的值大于或等于 CCR 的值时，输出为低电平。因此，占空比与 CCR 的值成正比，CCR 越大，高电平持续的时间越长。
• PWM Mode 2：在这种模式下，当计数器的值小于比较寄存器 CCR 的值时，输出为低电平；当计数器的值大于或等于 CCR 的值时，输出为高电平。

2. 输出比较模式的配置

在 STM32 中，输出比较模式可以通过以下步骤进行配置：

1. 设置定时器时钟：启用定时器的时钟，设置预分频器（PSC）和自动重装载寄存器（ARR）以确定计数频率和周期。

2. 选择输出比较模式：通过配置 TIMx_CCMRx 寄存器（捕获/比较模式寄存器），选择合适的输出比较模式，例如冻结模式、翻转模式等。

3. 设置比较值：将比较值写入比较寄存器 TIMx_CCRy 中（其中 x 表示定时器编号，y 表示通道号），定时器会将 CNT 的值与 CCR 的值进行比较。

4. 使能通道输出：通过 TIMx_CCER（捕获/比较使能寄存器）设置通道使能和极性，以允许信号输出。

5. 启动定时器：设置 TIMx_CR1（控制寄存器 1）的使能位（CEN），开始定时器计数。

今天实在有点疲惫了，明天继续学吧。