疯壳AI开源无人机定时器（LED航情灯、指示灯闪烁）
<div class='showpostmsg'><p>一、定时器简介<br />定时器具有定时功能，类似于生活中的“闹钟”，可以用定时器产生精确的定时时间，用来延时或者处理一些实时事件。</p>
<p>STM32系列的定时器分为基本定时器、通用定时器、高级控制定时器。后者包括前者的全部功能。通常地，STM32高级定时器是TIM1、TIM8，通用定时器是TIM2、TIM3、TIM4、TIM5，基本定时器是TIM6、TIM7。</p>
<p>而飞控的主核心STM32F103CBT6则有4路16位定时器分别是高级定时器TIM1、通用定时器TIM2、TIM3以及TIM4。</p>
<ul>
<li>定时器寄存器</li>
</ul>
<p>STM32F103定时器相关的寄存器众多，这里只讲解重要的几个寄存器。</p>
<ol>
<li>TIMx_CR1：使能寄存器，最低位控制寄存器的开关，如下图所示：</li>
</ol>
<p><img height="56" src="https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-ea2ed67964a53e6c7e96dda11b10861bdf1.JPEG" width="538" /></p>
<p>TIM_CR1寄存器主要配置定时器的循环计数、使能等操作，例如CEN位为1是使能计数，为0是关闭计数。</p>
<ol>
<li>TIMx_DIER： 定时器中断使能寄存器， 最低位控制事件更新中断的开关， 如下图所示：</li>
</ol>
<p><img height="47" src="https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-aedcfe639e27a4c99973cdd5b5c679cebe1.JPEG" width="554" /></p>
<p>该寄存的主要功能是配置定时器是定时器的中断使能位，主要使用的是UIE位，UIE为1是使能中断，为0时关闭中断。</p>
<ol>
<li>TIMx_PSC：定时器时钟分频寄存器,如下图所示： </li>
</ol>
<p><img height="47" src="https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-3dc8cf5d3fad43eb5fd5801c27db2fa3641.JPEG" width="554" /></p>
<p>该寄存器负责把定时器时钟分频之后，再输出给计数器，PSC为分频系数。</p>
<ol>
<li>TIMx_ARR：定时器自动重装载寄存器，如下图所示： </li>
</ol>
<p><img height="47" src="https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-dd5ffff1742366df67c8bec62d0e23ca3ff.JPEG" width="554" /></p>
<p>ARR为自动重装载值，当定时器采用向上计数时，计数值等于ARR时，产生一个更新事件；当定时器采用向下计数时，最开始将ARR的值赋给计数值，计数值向下累减为0时，产生一个更新事件，再次将ARR的值赋给计数值，进行新一轮的向下计数。</p>
<ol>
<li>TIMx_SR： 状态寄存器，标记当前与定时器相关的各种事件/中断是否发生，我们只用到最低位表示事件更新中断的标志位，如下图所示： </li>
</ol>
<p><img height="50" src="https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-a15b879d2c89b369bc505930014e97eb8be.JPEG" width="554" /></p>
<p>该寄存器主要用于查看定时器的更新中断标志位，当计数发生上溢或者下溢时，UIF位将被置1，标志一次计数完成。</p>
<h2>三、定时器实验</h2>
<p>本节实验的内容是主要是针对GPIO中的周期性点亮无人机的航情灯以及信号灯，对其进行变形，使用通用定时器TIM3精确定时周期性点亮及关闭无人机的航情灯以及信号灯。</p>
<p>同样也是查看原理图可以得知无人机的航情灯同一接在NPN三极管Q1上，而三极管的基极又接在了单片机的PA8上；两个信号灯分别接在了PC13和PC14上。</p>
<p><img height="244" src="https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-5268b4c8879e883a56c6c48d3c153cf5ce9.JPEG" width="385" /><img height="170" src="https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-4c5c6e2e63157d7ca63c9daaccc35e05ba8.JPEG" width="317" /><img height="389" src="https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-af30337fe3be940720f05e6638a3aad047c.JPEG" width="554" /></p>
<p>关于GPIO这部分的驱动代码可以沿袭保留，不同的是需要加入定时器的初始化以及配置定时器中断，编写代码的思路如下表所示。</p>
<p>编程思路</p>
<table border="1" cellspacing="0">
<tbody>
<tr>
<td>
<p>1</p>
</td>
<td>
<p>管脚配置</p>
</td>
<td>
<p>1、定义结构体；</p>
<p>2、使能时钟；</p>
<p>3、填充结构体；</p>
<p>4、装载结构体。</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td>
<p>2</p>
</td>
<td>
<p>定时器配置</p>
</td>
<td>
<p>1、定义结构体；</p>
<p>2、使能时钟；</p>
<p>3、填充结构体；</p>
<p>4、装载结构体；</p>
<p>5、使能时钟；</p>
<p>6、使能定时器。</p>
</td>
</tr>
<tr>
<td>
<p>3</p>
</td>
<td>
<p>中断管理配置</p>
</td>
<td>
<ol>
<li>定义结构体；</li>
<li>填充结构体；</li>
<li>装载结构体。</li>
</ol>
</td>
</tr>
<tr>
<td>
<p>4</p>
</td>
<td>
<p>中断逻辑处理</p>
</td>
<td>
<ol>
<li>判断是否触发中断；</li>
<li>清除标志位；</li>
<li>其它逻辑。</li>
</ol>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p>按照代码思路，编写代码（通过调用官方库）如下图所示为GPIO相关驱动代码： </p>
<p><img height="192" src="https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-2828ca37f9ff83a2096fcf75dcf54635488.JPEG" width="554" /></p>
<p><img height="283" src="https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-b36bc3f8cabe186832eb4f1d9e7246ce6fa.JPEG" width="554" /></p>
<p> </p>
<p>完成配置GPIO后，便是对定时器进行配置，我们的STM32是外接了8MHz的晶振的，主频是72MHz先来看一下时钟树图，如下图所示。</p>
<p><img height="230" src="https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-e1114e668bc378215f38da27370df2c8ba9.JPEG" width="454" /></p>
<p>定时器是挂载在APB1时钟总线下的（从手册可知），从时钟树图中可知APB1用于定时器的时钟频率在未分频的是情况下72MHz，根据定时器时钟分频寄存器（TIMx_PSC）以及定时器自动重装载寄存器（TIMx_ARR）之间的关系，可以得出，定时时间：</p>
<p>Tout=((arr+1)*(psc+1))/Ft s</p>
<p>其中Tout为定时时间单位为s，arr为自动重装载寄存器的初值，psc为分频系数，Ft为APB的主频，也就是72MHz。那么要定时1s则只需要把arr设置为载值9999，psc设置为7199即可，即：</p>
<p>Tout=((9999+1)*(7199+1))/72000000</p>
<p>=10000*7200/72000000</p>
<p>=72000000/72000000</p>
<p>=1s</p>
<p>所以可以得到定时器初始化代码如下图所示。</p>
<p><img height="22" src="https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-d5e00484b98cab239726a8b79217f86d145.JPEG" width="554" /></p>
<p><img height="299" src="https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-c081b31b412339585337585ef0a88b2e4a1.JPEG" width="500" /></p>
<p>配置完成后便会1s周期进入一次定时器中断，在定时器中断里对无人机的航情灯以及指示灯的GPIO端口进行翻转即可实现，周期性点亮，代码如下图所示。</p>
<p><img height="343" src="https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-930fe35b426fa1504a5370a6757571ebd62.JPEG" width="554" /></p>
<p>写好代码后保存、编译、下载，然后就可以看到飞控的LED指示灯以及四个螺旋桨下面的航情灯周期1S闪烁，如下图所示。</p>
<p><img height="458" src="https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-b19a43ca052fd3fb9c8c58bffc07b056974.JPEG" width="319" /></p>
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