單芯片解決方案，開(kāi)啟全新體驗(yàn)——W55MH32 高性能以太網(wǎng)單片機(jī)

W55MH32是WIZnet重磅推出的高性能以太網(wǎng)單片機(jī)，它為用戶帶來(lái)前所未有的集成化體驗(yàn)。這顆芯片將強(qiáng)大的組件集于一身，具體來(lái)說(shuō)，一顆W55MH32內(nèi)置高性能Arm? Cortex-M3核心，其主頻最高可達(dá)216MHz；配備1024KB FLASH與96KB SRAM，滿足存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)處理需求；集成TOE引擎，包含WIZnet全硬件TCP/IP協(xié)議棧、內(nèi)置MAC以及PHY，擁有獨(dú)立的32KB以太網(wǎng)收發(fā)緩存，可供8個(gè)獨(dú)立硬件socket使用。如此配置，真正實(shí)現(xiàn)了All-in-One解決方案，為開(kāi)發(fā)者提供極大便利。

在封裝規(guī)格上，W55MH32 提供了兩種選擇：QFN100和QFN68。

W55MH32L采用QFN100封裝版本，尺寸為12x12mm，其資源豐富，專為各種復(fù)雜工控場(chǎng)景設(shè)計(jì)。它擁有66個(gè)GPIO、3個(gè)ADC、12通道DMA、17個(gè)定時(shí)器、2個(gè)I2C、5個(gè)串口、2個(gè)SPI接口（其中1個(gè)帶I2S接口復(fù)用）、1個(gè)CAN、1個(gè)USB2.0以及1個(gè)SDIO接口。如此豐富的外設(shè)資源，能夠輕松應(yīng)對(duì)工業(yè)控制中多樣化的連接需求，無(wú)論是與各類傳感器、執(zhí)行器的通信，還是對(duì)復(fù)雜工業(yè)協(xié)議的支持，都能游刃有余，成為復(fù)雜工控領(lǐng)域的理想選擇。 同系列還有QFN68封裝的W55MH32Q版本，該版本體積更小，僅為8x8mm，成本低，適合集成度高的網(wǎng)關(guān)模組等場(chǎng)景，軟件使用方法一致。更多信息和資料請(qǐng)進(jìn)入網(wǎng)站或者私信獲取。

此外，本W(wǎng)55MH32支持硬件加密算法單元，WIZnet還推出TOE+SSL應(yīng)用，涵蓋TCP SSL、HTTP SSL以及 MQTT SSL等，為網(wǎng)絡(luò)通信安全再添保障。

為助力開(kāi)發(fā)者快速上手與深入開(kāi)發(fā)，基于W55MH32L這顆芯片，WIZnet精心打造了配套開(kāi)發(fā)板。開(kāi)發(fā)板集成WIZ-Link芯片，借助一根USB C口數(shù)據(jù)線，就能輕松實(shí)現(xiàn)調(diào)試、下載以及串口打印日志等功能。開(kāi)發(fā)板將所有外設(shè)全部引出，拓展功能也大幅提升，便于開(kāi)發(fā)者全面評(píng)估芯片性能。

若您想獲取芯片和開(kāi)發(fā)板的更多詳細(xì)信息，包括產(chǎn)品特性、技術(shù)參數(shù)以及價(jià)格等，歡迎訪問(wèn)官方網(wǎng)頁(yè)，我們期待與您共同探索W55MH32的無(wú)限可能。

第二十章 TIM——基本定時(shí)器

本章參考資料：《W55H32參考手冊(cè)》 基本定時(shí)器章節(jié)。學(xué)習(xí)本章時(shí)，配合參考資料一起閱讀，效果會(huì)更佳，特別是涉及到寄存器說(shuō)明的部分。

1 定時(shí)器分類

高級(jí)控制定時(shí)器(TIM1 和 TIM8)

兩個(gè)高級(jí)控制定時(shí)器(TIM1 和 TIM8)可以被看成是分配到 6 個(gè)通道的三相 PWM 發(fā)生器，它具有帶死區(qū)插入的互補(bǔ) PWM 輸出，還可以被當(dāng)成完整的通用定時(shí)器。四個(gè)獨(dú)立的通道可以用于：

輸入捕獲

輸出比較

產(chǎn)生 PWM(邊緣或中心對(duì)齊模式)

單脈沖輸出

配置為 16 位標(biāo)準(zhǔn)定時(shí)器時(shí)，它與 TIMx 定時(shí)器具有相同的功能。配置為 16 位 PWM 發(fā)生器時(shí)，它具有全調(diào)制能力(0~100%)。

在調(diào)試模式下，計(jì)數(shù)器可以被凍結(jié)，同時(shí) PWM 輸出被禁止，從而切斷由這些輸出所控制的開(kāi)關(guān)。很多功能都與標(biāo)準(zhǔn)的 TIM 定時(shí)器相同，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也相同，因此高級(jí)控制定時(shí)器可以通過(guò)定時(shí)器鏈接功能與 TIM 定時(shí)器協(xié)同操作，提供同步或事件鏈接功能。

通用定時(shí)器(TIM2、TIM3、TIM4、TIM5)

本系列產(chǎn)品中，內(nèi)置了 4 個(gè)可同步運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)定時(shí)器(TIM2、TIM3、TIM4、TIM5)。每個(gè)定時(shí)器都有一個(gè) 16 位的自動(dòng)加載遞加/遞減計(jì)數(shù)器、一個(gè) 16 位的預(yù)分頻器和 4 個(gè)獨(dú)立的通道，每個(gè)通道都可用于輸入捕獲、輸出比較、PWM 和單脈沖模式輸出。它們還能通過(guò)定時(shí)器鏈接功能與高級(jí)控制定時(shí)器共同工作，提供同步或事件鏈接功能。在調(diào)試模式下，計(jì)數(shù)器可以被凍結(jié)。任一標(biāo)準(zhǔn)定時(shí)器都能用于產(chǎn)生 PWM 輸出。每個(gè)定時(shí)器都有獨(dú)立的 DMA 請(qǐng)求機(jī)制。這些定時(shí)器還能夠處理增量編碼器的信號(hào)，也能處理 1 至 3 個(gè)霍爾傳感器的數(shù)字輸出。

通用定時(shí)器(TIM10、TIM11、TIM9)

這些定時(shí)器基于 16 位自動(dòng)重新加載計(jì)數(shù)器和 16 位預(yù)分頻器。TIM10 和 TIM11 有一個(gè)獨(dú)立的通道，而 TIM9 有兩個(gè)用于輸入捕獲/輸出比較、PWM 或單脈沖模式的獨(dú)立通道輸出它們可以與TIM2、TIM3、TIM4、TIM5 全功能同步通用定時(shí)器。它們也可以用作簡(jiǎn)單的時(shí)基。

通用定時(shí)器(TIM13、TIM14、TIM12)

這些定時(shí)器基于 16 位自動(dòng)重新加載計(jì)數(shù)器和 16 位預(yù)分頻器。TIM13 和 TIM14 有一個(gè)獨(dú)立的通道，而 TIM12 有兩個(gè)獨(dú)立的通道用于輸入捕獲/輸出比較、PWM 或單脈沖模式的獨(dú)立通道輸出它們可以與 TIM2、TIM3、TIM4、TIM5 全功能同步通用定時(shí)器。它們也可以用作簡(jiǎn)單的時(shí)基。獨(dú)立看門狗獨(dú)立的看門狗是基于一個(gè) 12 位的遞減計(jì)數(shù)器和一個(gè) 8 位的預(yù)分頻器，它由一個(gè)內(nèi)部獨(dú)立的40kHz 的 RC 振蕩器提供時(shí)鐘；因?yàn)檫@個(gè) RC 振蕩器獨(dú)立于主時(shí)鐘，所以它可運(yùn)行于停機(jī)和待機(jī)模式。它可以被當(dāng)成看門狗用于在發(fā)生問(wèn)題時(shí)復(fù)位整個(gè)系統(tǒng)，或作為一個(gè)自由定時(shí)器為應(yīng)用程序提供超時(shí)管理。通過(guò)選項(xiàng)字節(jié)可以配置成是軟件或硬件啟動(dòng)看門狗。在調(diào)試模式下，計(jì)數(shù)器可以被凍結(jié)。

基本定時(shí)器 TIM6 和 TIM7

這些定時(shí)器主要用于 DAC 觸發(fā)器的生成。它們也可以用作通用 16 位時(shí)基。

窗口看門狗內(nèi)有一個(gè) 7 位的遞減計(jì)數(shù)器，并可以設(shè)置成自由運(yùn)行。它可以被當(dāng)成看門狗用于在發(fā)生問(wèn)題時(shí)復(fù)位整個(gè)系統(tǒng)。它由主時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)，具有早期預(yù)警中斷功能；在調(diào)試模式下，計(jì)數(shù)器可以被凍結(jié)。

系統(tǒng)時(shí)基定時(shí)器

這個(gè)定時(shí)器是專用于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，也可當(dāng)成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的遞減計(jì)數(shù)器。它具有下述特性：

24 位的遞減計(jì)數(shù)器

自動(dòng)重加載功能

當(dāng)計(jì)數(shù)器為 0 時(shí)能產(chǎn)生一個(gè)可屏蔽系統(tǒng)中斷

可編程時(shí)鐘源

2 基本定時(shí)器功能框圖講解

基本定時(shí)器的核心是時(shí)基，不僅基本定時(shí)器有，通用定時(shí)器和高級(jí)定時(shí)器也有。學(xué)習(xí)定時(shí)器時(shí)，我們先從簡(jiǎn)單的基本定時(shí)器學(xué)起， 到了后面的通用和高級(jí)定時(shí)器的學(xué)習(xí)中，我們直接跳過(guò)時(shí)基部分的講解即可。 基本定時(shí)器的功能框圖見(jiàn)下圖，基本定時(shí)器功能框圖 ：

2.1 時(shí)鐘源

計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘由內(nèi)部時(shí)鐘(CK_INT)提供。

TIMx_CR1 寄存器的 CEN 位和 TIMx_EGR 寄存器的 UG 位是實(shí)際的控制位，(除了 UG 位被自動(dòng)清除外)只能通過(guò)軟件改變它們。一旦置 CEN 位為'1'，內(nèi)部時(shí)鐘即向預(yù)分頻器提供時(shí)鐘。

2.2 計(jì)數(shù)器時(shí)鐘

定時(shí)器時(shí)鐘經(jīng)過(guò) PSC 預(yù)分頻器之后，即 CK_CNT，用來(lái)驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。PSC是一個(gè)16 位的預(yù)分頻器， 可以對(duì)定時(shí)器時(shí)鐘 TIMxCLK 進(jìn)行 1~65536之間的任何一個(gè)數(shù)進(jìn)行分頻。具體計(jì)算方式為：CK_CNT=TIMxCLK/(PSC+1)。

2.3 計(jì)數(shù)器

計(jì)數(shù)器 CNT 是一個(gè) 16 位的計(jì)數(shù)器，只能往上計(jì)數(shù)，最大計(jì)數(shù)值為65535。當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到自動(dòng)重裝載寄存器的時(shí)候產(chǎn)生更新事件，并清零從頭開(kāi)始計(jì)數(shù)。

2.4 自動(dòng)重裝載寄存器

自動(dòng)重裝載寄存器 ARR 是一個(gè) 16位的寄存器，這里面裝著計(jì)數(shù)器能計(jì)數(shù)的最大數(shù)值。當(dāng)計(jì)數(shù)到這個(gè)值的時(shí)候，如果使能了中斷的話，定時(shí)器就產(chǎn)生溢出中斷。

2.5 定時(shí)時(shí)間的計(jì)算

定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間等于計(jì)數(shù)器的中斷周期乘以中斷的次數(shù)。計(jì)數(shù)器在 CK_CNT的驅(qū)動(dòng)下，計(jì)一個(gè)數(shù)的時(shí)間則是 CK_CLK的倒數(shù)， 等于：1/（TIMxCLK/(PSC+1)），產(chǎn)生一次中斷的時(shí)間則等于：1/（CK_CLK * ARR）。如果在中斷服務(wù)程序里面設(shè)置一個(gè)變量time， 用來(lái)記錄中斷的次數(shù)，那么就可以計(jì)算出我們需要的定時(shí)時(shí)間等于：1/CK_CLK* (ARR+1)*time。

3 定時(shí)器初始化結(jié)構(gòu)體詳解

在標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)頭文件w55mh32_tim.h中對(duì)定時(shí)器外設(shè)建立了四個(gè)初始化結(jié)構(gòu)體，基本定時(shí)器只用到其中一個(gè)即TIM_TimeBaseInitTypeDef， 具體的見(jiàn) 代碼清單:基本定時(shí)器-1 ，其他三個(gè)我們?cè)诟呒?jí)定時(shí)器章節(jié)講解。

代碼清單:基本定時(shí)器-1 定時(shí)器基本初始化結(jié)構(gòu)體

typedef struct {
    uint16_t TIM_Prescaler;          // 預(yù)分頻器
    uint16_t TIM_CounterMode;        // 計(jì)數(shù)模式
    uint32_t TIM_Period;             // 定時(shí)器周期
    uint16_t TIM_ClockDivision;      // 時(shí)鐘分頻
    uint8_t TIM_RepetitionCounter;   // 重復(fù)計(jì)算器
} TIM_TimeBaseInitTypeDef;

TIM_Prescaler： 定時(shí)器預(yù)分頻器設(shè)置，時(shí)鐘源經(jīng)該預(yù)分頻器才是定時(shí)器時(shí)鐘，它設(shè)定TIMx_PSC寄存器的值。可設(shè)置范圍為0至65535，實(shí)現(xiàn)1至65536分頻。

TIM_CounterMode： 定時(shí)器計(jì)數(shù)方式，可是在為向上計(jì)數(shù)、向下計(jì)數(shù)以及三種中心對(duì)齊模式?；径〞r(shí)器只能是向上計(jì)數(shù)，即TIMx_CNT只能從0開(kāi)始遞增，并且無(wú)需初始化。

TIM_Period： 定時(shí)器周期，實(shí)際就是設(shè)定自動(dòng)重載寄存器的值，在事件生成時(shí)更新到影子寄存器。可設(shè)置范圍為0至65535。

TIM_ClockDivision： 時(shí)鐘分頻，設(shè)置定時(shí)器時(shí)鐘CK_INT頻率與數(shù)字濾波器采樣時(shí)鐘頻率分頻比，基本定時(shí)器沒(méi)有此功能，不用設(shè)置。

TIM_RepetitionCounter： 重復(fù)計(jì)數(shù)器，屬于高級(jí)控制寄存器專用寄存器位，利用它可以非常容易控制輸出PWM的個(gè)數(shù)。這里不用設(shè)置。

雖然定時(shí)器基本初始化結(jié)構(gòu)體有5個(gè)成員，但對(duì)于基本定時(shí)器只需設(shè)置其中兩個(gè)就可以，想想使用基本定時(shí)器就是簡(jiǎn)單。

WIZnet 是一家無(wú)晶圓廠半導(dǎo)體公司，成立于 1998 年。產(chǎn)品包括互聯(lián)網(wǎng)處理器 iMCU?，它采用 TOE（TCP/IP 卸載引擎）技術(shù)，基于獨(dú)特的專利全硬連線 TCP/IP。iMCU? 面向各種應(yīng)用中的嵌入式互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

WIZnet 在全球擁有 70 多家分銷商，在香港、韓國(guó)、美國(guó)設(shè)有辦事處，提供技術(shù)支持和產(chǎn)品營(yíng)銷。

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