如何計算STM32定時器、獨立看門狗和窗口看門狗

目錄

一、基本、通用類型定時器

二、獨立看門狗定時器

三、窗口看門狗定時器 

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以前分享了STM32 GPIO的原理、特性、選型和配置、如何計算RTC時鐘異步預分頻和同步預分頻，此次簡要闡述STM32L011微控制器定時器的參數配置（其餘型號大同小異，本文側重講解配置，至於各種定時器的特色後續再述），STM32定時器種類繁多有通用定時器、基本定時器、獨立看門狗定時器、窗口看門狗定時器等。

一、基本、通用類型定時器

STM32基本、通用類型可編程定時器主要由一個 16 位及其相關的自動重載寄存器組成，在配置基本、通用類型的定時器時有三種關鍵寄存器：計數器寄存器 、預分頻器寄存器和自動重載寄存器，具體說明以下所示：

• 計數器寄存器：有遞增計數、遞減計數或同時遞增和遞減計數三類，計數器的時鐘可經過預分頻器進行分頻；

• 預分頻器寄存器：可對計數器時鐘頻率進行分頻，分頻係數介於 1 和 65536 之間（這裏指STM32L011）；

• 自動重載寄存器：當計數器達到上溢值（或者在遞減計數時達到下溢值）時將發送更新事件，計數器寄存器將裝載從新計數。

假設計數器寄存器數值爲0xFC，採用2預分頻，當使能計數器後，定時器時鐘開始按照定時效果運行（定時由計數器寄存器和預分頻器寄存器共同決定），計數器從0x00計數到0xFC後會產生中斷，並更新時間開始新一輪的計數，從0x00計數到0xFC時間的長短由預分頻控制寄存器決定，時序圖以下所示：

 數器寄存器數值爲0xFC（十進制：252），採用2預分頻的定時週期計算以下（假設使用32MHZ的時鐘頻率）：

因爲1HZ是1秒/次的頻率，63492HZ就是，計數器從0x00計數到0xFC，定時週期爲63492秒，使用STM32CuBeMX配置以下所示：

假設計數器寄存器數值爲0xFC，採用4預分頻， 時序圖以下所示：

數器寄存器數值爲0xFC（十進制：252），採用2預分頻的定時週期計算以下（假設使用32MHZ的時鐘頻率）：

計數器從0x00計數到0xFC，定時週期爲31746秒，使用STM32CuBeMX配置以下所示：

二、獨立看門狗定時器

獨立看門狗定時器激活後，計數器開始從復位值 0xFFF （可經過窗口寄存器修改）遞減計數，當計數器計數到終值 (0x000) 時會產生一個復位信號，在遞減的過程當中將鍵值 0x0000 AAAA 寫到密鑰寄存器中，計數器將會重載，從而避免產生看門狗復位，獨立看門狗框圖以下所示：

 獨立看門狗定時器有三種關鍵寄存器：窗口寄存器、預分頻器寄存器和重載寄存器，具體說明以下所示：

• 窗口寄存器：默認值爲 0x0000 0FFF（十進制：4095），當計數器值大於窗口寄存器中存儲的值時，若是執行重載操做，則會產生復位；

• 預分頻器寄存器：可對計數器時鐘頻率進行分頻，分頻係數最大爲256（這裏指STM32L011）；

• 重載寄存器：當計數器計數到終值 (0x000) 時會產生一個復位信號，計數器寄存器將裝載從新計數。

獨立看門狗定時器時鐘由LSI振盪器提供，STM32L011中LSI頻率爲37KHZ，看門狗定義週期時間的方式和基本、通用類型可編程定時器徹底一致，假設定義1秒週期的看門狗定時器，超過1秒不喂狗就進行系統復位，計算方式以下所示：

 固然因爲LSI振盪器精度有限，在運行過程當中會存在必定偏差，使用STM32CuBeMX配置以下所示：

三、窗口看門狗定時器 

窗口看門狗定時器是可編程的自由運行遞減計數器，窗口看門狗激活後當遞減計數器值小於 0x40（從 0x40 遞減到 0x3F） 時復位，在窗口閾值以外重載遞減計數器時也會復位，只有在0x40~窗口閾值之間喂狗系統才能夠正常運行，窗口定時器時序圖以下所示：

時序圖解析以下所示：

• T[6:0]：7 位計數器，用來存儲看門狗計數器的值，它每隔PCLK 個週期遞減一次，當它從 0x40 遞減到 0x3F（T6 清零）時會產生復位；

• WDGTB[1:0] ：定時器時基 ，有4種方式修改預分頻器的時基：00：CK 計數器時鐘 (PCLK div 4096) 分頻器 一、01：CK 計數器時鐘 (PCLK div 4096) 分頻器 二、10：CK 計數器時鐘 (PCLK div 4096) 分頻器 4和11：CK 計數器時鐘 (PCLK div 4096) 分頻器 8；

• W[6:0]：7 位窗口值，用於與遞減計數器進行比較的窗口值，超過窗口閾值系統會復位；

• 當遞減計數器值從 0x40 遞減到 0x3F時系統會復位；

• 0x40~W[6:0]之間能夠刷新喂狗，確保系統正常運行。

窗口定時器超時值的計算公式以下：

STM32L011中窗口看門狗定時器基於APB1頻率，假設APB1 頻率等於 32 MHZ，定義65毫秒週期的窗口看門狗定時器，計算方式以下所示：

 使用STM32CuBeMX配置以下所示：