タイマ割り込みを、TIM1/TIM2/TIM3/TIM4 でやる方法を比較する

タイマの使い方にはいろいろあります．
最も基礎的な使い方は、定期的に割り込みをかけることといえます．

STM8Sの中には、TIM1,TIM2,TIM3,TIM4 という４つのタイマが内蔵されています．

これらのタイマは、TIM1が王様的に多機能なんですが、TIM2→TIM3→TIM4の順に機能がショボくなっていきます．
当然ライブラリ関数も違っています．
その違いを理解して、ライブラリ関数を使いこなさなくちゃいけません．
それがこのページの目的です．

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タイマのブロック図

予備知識として、タイマのブロック図を理解してから先に進みましょう．
タイマTIM1に入力されるクロックは、通常はfMASTERを使います．
または外部ピン（TIM1_ETR）に与えたクロックに使うことも可能です．
（他にも内部信号をクロックとして利用できますがここでは割愛します）

TIM2,3,4もだいたいこれとおなじブロック図です．

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タイマ割り込みを実現するソースコード

以下で解説するプログラムは、STM8S-DISCOVERYのLEDを1秒間隔で点滅させます．
サンプルプログラムはこちらに置いてあります．
active projectの切り替えはこのようにして行います．


以下のソースコードは、project名test20のmain.cです．

●#include "stm8s.h"
ライブラリを利用するためにインクルードします．

●�@CLK_ClockSwitchConfig(CLK_SWITCHMODE_AUTO, CLK_SOURCE_HSI, DISABLE, CLK_CURRENTCLOCKSTATE_DISABLE);
�ACLK_HSIPrescalerConfig( CLK_PRESCALER_HSIDIV1 );
�BCLK_SYSCLKConfig( CLK_PRESCALER_CPUDIV1 );
�@は内部クロックの16MHzをつかうように設定します．
�Aは16MHzを１分周して（＝分周せずに）fMASTER=16MHzに設定します．fMASTERはタイマに供給されます．
�BはfMASTERを１分周して（＝分周せずに）fCPU=16MHzに設定します．fCPUはCPUに供給されます．
クロック設定についてはこちらのページを参照して思い出してください．

●GPIO_Init(GPIOD, GPIO_PIN_0, GPIO_MODE_OUT_PP_HIGH_FAST);
LEDをチカチカ点滅させるためにPD0を出力に設定します．
GPIOについてはこちらのページを参照して思い出してください．

●TIM1_DeInit();
TIM1_TimeBaseInit( �C1599, �DTIM1_COUNTERMODE_UP, �E4999, �F0 ); // 16MHz/1600/5000=2Hz
TIM1_ITConfig(TIM1_IT_UPDATE, ENABLE);
TIM1_Cmd(ENABLE);
TIM1の設定です．
�CfMASTERを1600分周して16MHz／1600=10kHzがカウンタに供給されるように設定します．
�Dカウンタがカウントアップするように設定します．
�Eカウンタが０〜４９９９までカウントするように設定します．
�F割り込みをかけるときに間引き数を設定するのに使いますが、ここでは０にしておきます．
すると、16MHz/1600/5000=2Hzで割り込みがかかります．

●TIM2_DeInit();
TIM2_TimeBaseInit( �GTIM2_PRESCALER_1024, �H7812 ); // 16MHz/1024/7812=2Hz
TIM2_ITConfig(TIM2_IT_UPDATE, ENABLE);
�I//TIM2_Cmd(ENABLE);
TIM2の設定です．
�GfMASTERを1024分周して16MHz／1024=15625Hzがカウンタに供給されるように設定します．
�Hカウンタが０〜７８１３までカウントするように設定します．
�Iただし、project test20ではTIM1を動かすのが目的なのでTIM2は止めておきます．
すると、16MHz/1024/7813=2Hzで割り込みがかかります．

●TIM3_DeInit();
TIM3_TimeBaseInit( �JTIM3_PRESCALER_1024, �K7812 ); // 16MHz/1024/7812=2Hz
TIM3_ITConfig(TIM3_IT_UPDATE, ENABLE);
�L//TIM3_Cmd(ENABLE);
TIM3の設定です．
�JfMASTERを1024分周して16MHz／1024=15625Hzがカウンタに供給されるように設定します．
�Kカウンタが０〜７８１３までカウントするように設定します．
�Lただし、project test20ではTIM1を動かすのが目的なのでTIM3は止めておきます．
すると、16MHz/1024/7813=2Hzで割り込みがかかります．

●TIM4_DeInit();
TIM4_TimeBaseInit( �MTIM4_PRESCALER_128, �N255 ); // 16MHz/128/256=488Hz
TIM4_ITConfig(TIM4_IT_UPDATE, ENABLE);
�O//TIM4_Cmd(ENABLE);
TIM4の設定です．
�MfMASTERを1024分周して16MHz／128=125kHzがカウンタに供給されるように設定します．
�Nカウンタが０〜２５６までカウントするように設定します．
�Oただし、project test20ではTIM1を動かすのが目的なのでTIM4は止めておきます．
すると、16MHz/128/256=488Hzで割り込みがかかります．
あとで説明しますが、TIM4では2Hzで割り込みをかけていません．
それはこれ以上遅くカウントできないからです．

●void TIM1_interrupt(void) interrupt 11  {
�PGPIO_WriteReverse(GPIOD, GPIO_PIN_0);
�QTIM1_ClearFlag(TIM1_FLAG_UPDATE);  }
TIM1割り込みルーチンです．
TIM1割り込みがかかるとここに飛んできます．
TIM1割り込みだと規定しているのが interrupt 11 の文字です．
やっていることは、�PではLEDを反転していますので、LEDは1Hzで点滅します．
�Qでは次回の割り込みのためにフラグをクリアしています．

●void TIM2_interrupt(void) interrupt 13  {
GPIO_WriteReverse(GPIOD, GPIO_PIN_0);
TIM2_ClearFlag(TIM2_FLAG_UPDATE);  }
TIM2割り込みルーチンです．
TIM2割り込みがかかるとここに飛んできます．
TIM2割り込みだと規定しているのが interrupt 13 の文字です．
やっていることは、TIM1割り込みと同じです．

●void TIM3_interrupt(void) interrupt 15  {
GPIO_WriteReverse(GPIOD, GPIO_PIN_0);
TIM3_ClearFlag(TIM3_FLAG_UPDATE);  }
TIM3割り込みルーチンです．
TIM3割り込みがかかるとここに飛んできます．
TIM3割り込みだと規定しているのが interrupt 15 の文字です．
やっていることは、TIM1割り込みと同じです．

●void TIM4_interrupt(void) interrupt 23  {
GPIO_WriteReverse(GPIOD, GPIO_PIN_0);
TIM4_ClearFlag(TIM4_FLAG_UPDATE);  }
TIM4割り込みルーチンです．
TIM4割り込みがかかるとここに飛んできます．
TIM4割り込みだと規定しているのが interrupt 23 の文字です．
やっていることは、TIM1割り込みと同じです．
488Hzで割り込んでくるので、LEDは244Hzで点滅します．

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TIM1,TIM2,TIM3,TIM4の違いのまとめ

上記でTIM1,TIM2,TIM3,TIM4にライブラリ関数の違いがあることがわかったと思います．
それを整理します．

違いがある関数はこの関数です．
TIM1_TimeBaseInit( �C1599, �DTIM1_COUNTERMODE_UP, �E4999, �F0 ); // 16MHz/1600/5000=2Hz
TIM2_TimeBaseInit( �GTIM2_PRESCALER_1024, �H7812 ); // 16MHz/1024/7812=2Hz
TIM3_TimeBaseInit( �JTIM3_PRESCALER_1024, �K7812 ); // 16MHz/1024/7812=2Hz
TIM4_TimeBaseInit( �MTIM4_PRESCALER_128, �N255 ); // 16MHz/128/256=488Hz

つぎは引数をタイマ別にまとめた表です．
TIM1が王様で、TIM4は機能がすごくショボイってことがわかると思います．
なので、定期的な割り込みのような単純な作業はなるべくTIM4に任せて、複雑な処理にTIM1を割くのがよいわけです．

TIMx_TimeBaseInit （引数）	TIM1	TIM2	TIM3	TIM4
第１引数	�CfMASTERを分周する比率 (0〜65535) 0なら分周しない 1なら２分周する Nなら(N+1)分周する	�GfMASTERを分周する比率． 設定可能なのは下記のどれか． TIM2_PRESCALER_1 TIM2_PRESCALER_2 TIM2_PRESCALER_4 TIM2_PRESCALER_8 TIM2_PRESCALER_16 TIM2_PRESCALER_32 TIM2_PRESCALER_64 TIM2_PRESCALER_128 TIM2_PRESCALER_256 TIM2_PRESCALER_512 TIM2_PRESCALER_1024 TIM2_PRESCALER_2048 TIM2_PRESCALER_4096 TIM2_PRESCALER_8192 TIM2_PRESCALER_16384 TIM2_PRESCALER_32768	�JfMASTERを分周する比率． 設定可能なのは下記のどれか． TIM3_PRESCALER_1 TIM3_PRESCALER_2 TIM3_PRESCALER_4 TIM3_PRESCALER_8 TIM3_PRESCALER_16 TIM3_PRESCALER_32 TIM3_PRESCALER_64 TIM3_PRESCALER_128 TIM3_PRESCALER_256 TIM3_PRESCALER_512 TIM3_PRESCALER_1024 TIM3_PRESCALER_2048 TIM3_PRESCALER_4096 TIM3_PRESCALER_8192 TIM3_PRESCALER_16384 TIM3_PRESCALER_32768	�MfMASTERを分周する比率． 設定可能なのは下記のどれか． TIM4_PRESCALER_1 TIM4_PRESCALER_2 TIM4_PRESCALER_4 TIM4_PRESCALER_8 TIM4_PRESCALER_16 TIM4_PRESCALER_32 TIM4_PRESCALER_64 TIM4_PRESCALER_128
第２引数	�Dカウント形式の設定． 設定可能なのは下記のどれか． TIM1_COUNTERMODE_UP   →overflowしたらゼロに戻る TIM1_COUNTERMODE_DOWN   →underflowしたらMAXに戻る TIM1_COUNTERMODE_CENTERALIGNED1 TIM1_COUNTERMODE_CENTERALIGNED2 TIM1_COUNTERMODE_CENTERALIGNED3   →overflowしたらdownカウントに変わり、       underflowしたらupカウントに変わる．	----引数なし---- UPカウントだけしかできない	----引数なし---- UPカウントだけしかできない	----引数なし---- UPカウントだけしかできない
第３引数	�Eカウンタが0〜Nまでグルグル回る （0〜65535）	�Hカウンタが0〜Nまでグルグル回る （0〜65535）	�Kカウンタが0〜Nまでグルグル回る （0〜65535）	�Nカウンタが0〜Nまでグルグル回る （0〜255） 255までなので注意のこと
第４引数	�F割り込みを間引く数 （0〜255) 0なら間引かずに割り込む 1なら１回間引いて割り込む NならN回間引いて割り込む	----引数なし----	----引数なし----	----引数なし----

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サンプルプログラムの動作結果

test20
これはTIM1_Cmd(ENABLE);のコメントが外してありますので、TIM1が動きます．
LEDが１秒周期で点滅します．

test20b
これは TIM2_Cmd(ENABLE);のコメントが外してありますので、TIM2が動きます．
LEDが１秒周期で点滅します．

test20c
これは TIM3_Cmd(ENABLE);のコメントが外してありますので、TIM3が動きます．
LEDが１秒周期で点滅します．

test20d
これは TIM4_Cmd(ENABLE);のコメントが外してありますので、TIM4が動きます．
LEDが１秒周期ではなく244Hz周期で点滅します．オシロがないと確認するのはつらいですが．
TIM4は、プリスケーラが最大で128までしかないことと、
カウンタが16bitではなくて8bitしかないから、1Hzまで周期を下げられなかったためです．