STM32CubeMX系列 | 定时器中断

1.定时器中断

& ^5 [3 F/ j% h( E! s) [0 J' N, LSTM32的定时器功能十分强大，有高级定时器（TIM1和TIM8）、通用定时器（TIM2~TIM5）和基本定时器（TIM6和TIM7）；本实验主要介绍难度适中的通用定时器，通用定时器是一个通过可编程预分频器驱动的16位自动装载计数器构成。它适用于多种场合，包括测量输入信号的脉冲长度(输入捕获)或者产生输出波形(输出比较和PWM)。使用定时器预分频器和RCC时钟控制器预分频器，脉冲长度和波形周期可以在几个微秒到几个毫秒间调整。每个定时器都是完全独立的，没有互相共享任何资源。
通用TIMx (TIM2、TIM3、TIM4和TIM5)定时器功能包括：


可编程的自由运行递减计算器


5 k3 d8 o. ]5 E) F, ?1 k条件复位：当递减计数器的值小于0x40，则产生复位；当递减计数器在窗口外被重新装载，则产生复位


如果启动了看门狗并且允许中断，当递减计数器等于0x40时产生早期唤醒中断（EWI），它可用于重新装载计数器以避免WWDG复位
0 n% `$ Q2 m: ^0 Y6 {* s

16位向上、向下、向上/向下自动装载计数器
2 _3 j+ u0 Z% B% u
3 y) Z0 Z9 o! y! i
! W( ^% h8 H& q4 t$ J/ D+ v16位可编程(可以实时修改)预分频器，计数器时钟频率的分频系数为1～65536之间的任意数值
0 @( C# E& V' x* ]1 z
- C+ z; }. N* `! d& g$ u; l
4个独立通道：输入捕获；输出比较；PWM生成(边缘或中间对齐模式)；单脉冲模式输出


$ L# L7 t7 A/ b6 V/ k6 u使用外部信号控制定时器和定时器互连的同步电路

$ l" q) N; f; s" h+ i
如下事件发生时产生中断/DMA：计数器向上溢出/向下溢出，计数器初始化(通过软件或者内部/外部触发)；触发事件(计数器启动、停止、初始化或者由内部/外部触发计数)；输入捕获；输出比较
5 f5 _1 f+ b; G" j

支持针对定位的增量(正交)编码器和霍尔传感器电路

4 s* d0 S! p4 m" t& r' q
% _8 e8 @# N# B7 F5 Q$ `触发输入作为外部时钟或者按周期的电流管理
0 ]* f, l" ?* P9 E. B* G
4 ~0 |; Y- J# a+ Q# D% Q  m& p
0 C# {5 O. L* d7 g/ d& M0 P) C+ c通用定时器框图

定时器时基部分

2.硬件设计

3 M; \7 k4 W5 N; q$ Q' F本实验通过TIM3的中断来控制D1的亮灭，需要用到的硬件资源有：


! N' @0 T8 r: P) ]3 t2 ?指示灯D1和D2
1 ]$ {9 r/ S9 o4 y( `/ L7 Z定时器TIM3
+ {7 s! d8 h+ A; o

3.软件设计

$ X, S/ ^  ?9 L& `+ w8 _, |
3.1 STM32CubeMX设置
8 m/ p8 Z/ o) h
0 y( H. C# C4 f' F9 a* K
* p" q0 l% ~) [6 \- L➡️ RCC设置外接HSE，时钟设置为72M；TIM3的时钟挂载在APB1 Time Clocks上为72MHz


- M7 F/ a+ M, |/ [) K➡️ PC0和PC1设置为GPIO推挽输出模式、上拉、高速、默认输出电平为高电平
3 \9 K. R; H$ z3 K, \5 Z+ B
8 Y5 ^# [# S; m  i
6 X7 d! |9 K  p2 W; u0 Y➡️ 激活TIM3定时器，时钟源选择为内部时钟，PSC预分频设置为7200-1，向上计数，自动重装载值(ARR)设置为10000-1，在NVIC设置中激活TIM3定时器中断；根据公式可算出：计数器时钟CK_CNT = 72M/7200 = 10000Hz，计时器中断时间为 ARR/10000 = 1s

➡️输入工程名，选择路径（不要有中文），选择MDK-ARM V5；勾选Generated periphera initialization as a pair of ‘.c/.h’ files per IP ；点击GENERATE CODE，生成工程代码


! e7 ?' `6 ?& ~3.2 MDK-ARM软件编程


➡️ 在tim.c文件中可以看到定时器的初始化函数
' S. t. r; E% y, e! Z  |- i

1. void MX_TIM3_Init(void){
   / @3 T# ?/ l6 x% L
2.   TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};
   
3.   TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
   
4. 
   
5.   htim3.Instance = TIM3;
   0 u6 p9 \; A$ ~: s4 e  g
6.   htim3.Init.Prescaler = 7200-1;
   $ G! Q9 n3 c  D9 O: ^; s: l$ _
7.   htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
   # {1 [. p, r2 l  C+ L8 U
8.   htim3.Init.Period = 10000-1;
   
9.   htim3.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
   
10.   htim3.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
    " T$ `9 k" Y! M4 h3 K0 {
11.   if (HAL_TIM_Base_Init(&htim3) != HAL_OK){
    
12.     Error_Handler();
    + f+ Y& M4 b1 I
13.   }
    
14.   sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;
    
15.   if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim3, &sClockSourceConfig) != HAL_OK){
    
16.     Error_Handler();
    
17.   }
    
18.   sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
    & v0 F1 [. m8 f0 T3 g
19.   sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
    ! R6 B3 ?: F$ @* Q, o1 H$ h( f
20.   if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim3, &sMasterConfig) != HAL_OK){
    
21.     Error_Handler();
    
22.   }
    
23. }

复制代码

找到弱符号周期运行回调函数原型，并在tim.c中自定义该回调函数
& i, O3 j& t# Z$ R6 i__weak void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
- M1 |9 ^. p$ `

1. void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim){
   / E! w! B9 v# `- q4 T2 ^: H( R4 Z
2.   if(htim == &htim3){
   
3.     //LED1状态每1s翻转一次
   
4.     HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_0);       
   
5.   }
   0 c+ o- q3 k. b- R' e0 u
6. }

复制代码

➡️ 在main函数中编写相关代码，在while中使LED2每500ms翻转一次

1. int main(void){
   
2.   HAL_Init();
   
3.   SystemClock_Config();
   - T" D2 H+ z$ |) F9 f+ b# ^
4.   MX_GPIO_Init();
   
5.   MX_TIM3_Init();
   
6.   //启动定时器中断模式计数
   
7.   HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3);               
   
8.   while (1){
   
9.     //LED2状态每500ms翻转一次
   
10.     HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_1);       
    
11.     HAL_Delay(500);
    3 A! u- g* w% U
12.   }
    
13. }

复制代码

4.下载验证
编译无误后下载到开发板，可以看到LED1每1s状态翻转一次，LED2每500ms状态翻转一次
& l2 o2 i4 F$ d8 Y3 E" y

6 [/ F8 Y" q1 c$ ^. i4 \

" w# R, u6 {# Z5 k0 |4 v$ k. U