STM32CubeMX系列 | 定时器中断

1.定时器中断
% |' w, ?! _9 t& q: q2 |
# E4 t7 g/ m8 |1 _! S+ ~, Z( hSTM32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：
( n- X) u/ P. u0 n  W5 }5 h
; g  z+ z6 L( b9 j: H  ~
可编程的自由运行递减计算器
  q* H, m% R* B8 ]9 F2 @6 B: ~7 Y
; G) j5 r. \$ q2 n# H
# ^$ k' Q! d+ ?6 b: q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


; ?% H( a& V2 Y+ A! J% I7 F/ N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
3 a2 T. S; P" y8 C! \0 J7 V

9 {8 M0 G2 l8 V2 u16位向上、向下、向上/向下自动装载计数器
% Z* J5 z. b+ U8 q! s, W

' x, }! e3 }$ B1 j' o6 @/ X16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
" N& j' j- M% ]9 v2 A, \$ G& n! A

/ s7 G+ o5 r/ n9 f4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

. ]4 g' P3 j3 C( M
使用外部信号控制定时器和定时器互连的同步电路

- x; a# D2 i- K; Z. W
' v( ~* J# U- v% K  r) ~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


, j$ N9 e  E+ `: A支持针对定位的增量(正交)编码器和霍尔传感器电路

# B6 A; p% J/ C4 q2 p; B' V
. U5 v4 M  l4 h! j. K触发输入作为外部时钟或者按周期的电流管理


通用定时器框图
* T: }' [7 C. p5 K0 l

定时器时基部分

2.硬件设计

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：
9 ~" m$ G& c3 s! g0 H
! ~2 r4 P& `9 l8 [
指示灯D1和D2
定时器TIM3

3.软件设计
1 R0 ]2 `5 l& l& e
5 l8 Q/ J2 G. j1 y0 {
3.1 STM32CubeMX设置
- M2 H4 ?  d/ H, y; T0 Y
. L8 c. C+ ?5 Z0 _5 L  J
) K! O9 T5 G, s& e% `➡️ 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
" U( D! \* v9 p2 G4 ]0 h4 Z, N
+ ~5 a; s# m+ o+ `# Y+ V; v4 n
➡️ 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 `5 S. K8 V2 A0 r! \: k. V
' |1 t( [4 E, X, r7 Z, @6 J➡️ 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
# {9 f" `; x  }( S' q

$ h' e( k4 [& I0 U+ E: E* }  k3.2 MDK-ARM软件编程

- T1 k1 h9 q: Z& f3 R/ s" u/ u
➡️ 在tim.c文件中可以看到定时器的初始化函数
  p0 {3 g. K3 e# H3 h

1. void MX_TIM3_Init(void){
   
2.   TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};
   
3.   TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
   $ G( Y6 m. I+ [, W8 W
4. 
   
5.   htim3.Instance = TIM3;
   
6.   htim3.Init.Prescaler = 7200-1;
     J0 V( a3 W: a7 C# k
7.   htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
   
8.   htim3.Init.Period = 10000-1;
   
9.   htim3.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
   1 K- H) Y. Y3 @
10.   htim3.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
    4 h+ h. \- H, D6 U; H, r. h4 f0 A
11.   if (HAL_TIM_Base_Init(&htim3) != HAL_OK){
    
12.     Error_Handler();
      C9 m- E) [+ U! i
13.   }
    
14.   sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;
    - s$ |* n; i* F- h
15.   if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim3, &sClockSourceConfig) != HAL_OK){
    * b6 C6 i8 L% O# ]
16.     Error_Handler();
    / f: K  t2 A' t
17.   }
    
18.   sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
    
19.   sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
    4 y$ C  d, u0 y$ q( B
20.   if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim3, &sMasterConfig) != HAL_OK){
    
21.     Error_Handler();
    
22.   }
    % H# q  w8 e# |
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
__weak void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
! |4 h, C8 {1 O. U# I

1. void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim){
   5 U/ H, K; S  M$ N2 R8 n4 ~  _
2.   if(htim == &htim3){
   + C* D* f# Z. v2 o3 M+ S
3.     //LED1状态每1s翻转一次
   : U5 m4 R" D: E: \, Z* O
4.     HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_0);       
   % L3 W" T5 b8 v
5.   }
   
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
% Q6 C7 D" `5 c& Z% E5 X

1. int main(void){
   
2.   HAL_Init();
   ) m9 J8 @9 I4 [+ N& m0 y
3.   SystemClock_Config();
   7 l) q# U6 i' e' g% W
4.   MX_GPIO_Init();
   ' i  r, p% ?6 K5 U1 z: Y+ ?
5.   MX_TIM3_Init();
   
6.   //启动定时器中断模式计数
     `( f! E: b& _3 J& Z" \$ W
7.   HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3);               
   0 R( Z3 ]7 R% n, H9 O+ s. h
8.   while (1){
   % P! Y9 A/ {* W1 E$ n6 u0 j
9.     //LED2状态每500ms翻转一次
   
10.     HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_1);       
    
11.     HAL_Delay(500);
    * D; d! @7 n) V4 ^
12.   }
    # Z1 C! \% S2 u8 s, N* K3 [
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



6 R- @7 D$ ~- i: e$ h
% J" M* w9 R) }* A$ Q6 a! R" \