玩转STM32CubeMX | 定时器中断

1.定时器中断
# s: Q/ J9 N. }* f! B
# q% |$ E5 @* ~2 R# PSTM32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。
! B: @0 V' c: H: U4 O) l3 d! l通用TIMx (TIM2、TIM3、TIM4和TIM5)定时器功能包括：

/ k7 t+ N5 V% f  X: X) ~2 ?4 F
4 ]: Z( d* B: M! q/ u- ~可编程的自由运行递减计算器


; u* J6 ~8 s& u) {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


# u( Q9 ], o; y$ m3 e2 v& y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
/ G  S) S( p! O. V! [
5 M: q1 _- K5 \8 b$ z; i* s) _: ~
16位向上、向下、向上/向下自动装载计数器

+ `7 t3 A, a) O4 ?& A8 o
( _8 d: }( |0 E- B6 o: w& o* P16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
: \# C7 D% I8 Q3 O7 ^

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
; u/ P7 {- ]3 m6 s; K
9 V8 H$ j+ p4 J/ m9 X( z8 y& `
4 |/ N4 K7 y' w/ H' J2 v' Q使用外部信号控制定时器和定时器互连的同步电路
& d: f0 d7 Q* a* Y4 y9 T2 G* ~! p7 U

) C- K# Z3 e* t# U; m% M; K- s. B8 {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

6 e$ V0 f! ~7 x
支持针对定位的增量(正交)编码器和霍尔传感器电路


触发输入作为外部时钟或者按周期的电流管理
9 Q5 v' G6 t5 A) o

" f3 Q, \- u+ Z, N通用定时器框图
' {8 }! ^! K7 D/ ]# `

定时器时基部分
: V. B! n" F% t  U* `5 j; d/ R5 B

2.硬件设计

) k! v/ C9 {4 r4 W
, ]4 N& Y( d% r  [' d

! t& k5 d1 e( p" _0 l* F" v: i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：
- E- r8 m0 O* o7 A
' X$ T+ ^, N" |* |& C, d
( O! }. F1 p$ x4 e& W% K·指示灯D1和D2
5 H0 ~- o5 W  l5 g6 G8 N·定时器TIM3

3.软件设计
' ?+ C2 X0 p7 F& ^( ?

3.1 STM32CubeMX设置
+ I' ~1 D" \7 m- q  \6 O

' N+ u$ {# T6 d% ]; j➡️ 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
1 {" U5 t0 _. O( s

% J( U$ v& y2 V, @% e) C➡️ 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


➡️ 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
: {0 a, [) j9 r1 {9 _

➡️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


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
5 Y$ h  r6 R# a' z4 b

1. void MX_TIM3_Init(void){
   
2.   TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};
   
3.   TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
   
4. 
   
5.   htim3.Instance = TIM3;
   , F; ^; r. S4 ?4 f
6.   htim3.Init.Prescaler = 7200-1;
   ; @! x, N& d  y
7.   htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
   ; z7 w' M% G' ?  Q0 u
8.   htim3.Init.Period = 10000-1;
   " D7 r3 D0 k* i" q- ]( b. m
9.   htim3.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
   
10.   htim3.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
    . f' H1 P) E+ n- V
11.   if (HAL_TIM_Base_Init(&htim3) != HAL_OK){
    
12.     Error_Handler();
    
13.   }
    
14.   sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;
    " N8 ^2 H+ ]: ~; S" D9 C9 a
15.   if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim3, &sClockSourceConfig) != HAL_OK){
    
16.     Error_Handler();
    # H: p& x! W: C
17.   }
    ( }/ p: L: r1 |1 |- C$ M* F- l
18.   sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
    
19.   sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
    , @2 Y( i& @- [, r: [
20.   if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim3, &sMasterConfig) != HAL_OK){
    ( l/ U  d; f$ N" Y; b  T1 J
21.     Error_Handler();
    : O/ Q" x" n6 ~8 n& s+ q$ g
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
$ m/ K5 W# D% S" r$ y__weak void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
- t) C9 S$ J/ y* \- I9 V

1. void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim){
   
2.   if(htim == &htim3){
   + T& @+ {- p' N2 `
3.     //LED1状态每1s翻转一次
   ! I+ j+ v2 {% g# S" E6 u( a
4.     HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_0);       
   
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
: B" u0 o. C3 J

1. int main(void){
   
2.   HAL_Init();
   
3.   SystemClock_Config();
   " g6 |  ^9 I% k: P# C, G
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);               
   % g7 J7 @1 O. X$ i8 D+ h
8.   while (1){
   : C; b, k" K9 h  i2 M* s! X3 V
9.     //LED2状态每500ms翻转一次
   
10.     HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_1);       
    
11.     HAL_Delay(500);
    
12.   }
    $ m) w7 U- Q7 J- \
13. }

复制代码

4.下载验证
: J) E& t6 e8 p4 D& u' j' G8 D) g1 a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
; A- @$ `" h) @  G" T
! m8 B+ {3 ]$ D0 W% W  p