玩转STM32CubeMX | 定时器中断

1.定时器中断

& K! \" F' h5 H! b, T- ESTM32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：

( U6 k) \3 \/ H; E' h$ _
可编程的自由运行递减计算器


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

6 y) a) o% w( N3 e1 A+ u
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
' I# n+ n, R& M. D* W

# D% D$ I& r* e) P! h& Z16位向上、向下、向上/向下自动装载计数器


16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


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


使用外部信号控制定时器和定时器互连的同步电路


9 ^" g' A5 [9 T* L9 c# |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


3 S9 N, X5 U3 ^  r5 t支持针对定位的增量(正交)编码器和霍尔传感器电路
; J  e/ d+ a2 e2 h7 S" I$ v+ `) L

6 B6 }, q- W$ X$ z+ q" J触发输入作为外部时钟或者按周期的电流管理


7 G3 J. b, m  }8 {- a1 O9 R通用定时器框图
, A- C$ t/ d# @

定时器时基部分

2.硬件设计
# T0 i+ ]# N, q1 y' e  M! M



$ @& i2 N" h, y$ R- D- M5 F+ G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：

2 Z* a, }( I% U( J" l4 I/ p
. M0 {8 T+ t2 x+ a# S% N' P/ T·指示灯D1和D2
·定时器TIM3
+ M! Y% x# K% b( ^" I6 W

3.软件设计
8 \0 O' q$ T2 F
, B, W# |+ X+ @6 M
8 {/ g0 w: d: V# w: \+ w3.1 STM32CubeMX设置

9 {: l- h5 X2 y8 s& B
➡️ 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 i; ?) V! ^) I* n( t
9 \, ~3 G+ z: v% F6 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
* A* @0 h, r  P6 _( I% n/ N* S1 p
( I  O+ W* {9 E- G' N
➡️ 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
4 I3 x' e0 P$ u! c* t

➡️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

. `$ x0 D& q, h
3.2 MDK-ARM软件编程
: u' W" B$ ^: b: a( K: v➡️ 在tim.c文件中可以看到定时器的初始化函数
0 m, N. o) W& S

1. void MX_TIM3_Init(void){
   . N5 T1 g7 ~) U* S
2.   TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};
   
3.   TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
   
4. 
   % l" Y) A) W( s6 l! q8 `
5.   htim3.Instance = TIM3;
   
6.   htim3.Init.Prescaler = 7200-1;
   9 ~1 f2 ~" v/ n% |& [6 Z: u( u
7.   htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
   
8.   htim3.Init.Period = 10000-1;
   
9.   htim3.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
   
10.   htim3.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
    
11.   if (HAL_TIM_Base_Init(&htim3) != HAL_OK){
    9 m" N7 Q/ H- P' A+ _
12.     Error_Handler();
    . g6 Q; C" G2 `6 s0 @8 [
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;
    
19.   sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
    + H" B+ x" ?  M/ ~
20.   if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim3, &sMasterConfig) != HAL_OK){
    
21.     Error_Handler();
    
22.   }
    ( u: _# ?2 g: Y  b/ T0 H
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)

1. void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim){
   : `! j7 L0 s6 J1 x4 f+ }  k$ O
2.   if(htim == &htim3){
   : X/ G5 `* \" e" d4 h' C0 |
3.     //LED1状态每1s翻转一次
   2 N+ @0 x+ ~8 x  H. p& Z
4.     HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_0);       
   9 A9 l- ^& I, c2 p% {  P8 O
5.   }
   9 @' Z5 D8 ^3 V, {1 N
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){
   $ ?) H7 W" f6 j/ T' H
2.   HAL_Init();
     n) N' B9 o4 E/ N5 }
3.   SystemClock_Config();
   
4.   MX_GPIO_Init();
   / D+ W: M; h1 S; r2 |6 ]
5.   MX_TIM3_Init();
   
6.   //启动定时器中断模式计数
   0 O8 G  C0 ~. v7 S# e# d
7.   HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3);               
   
8.   while (1){
   
9.     //LED2状态每500ms翻转一次
   % o2 `4 P! r+ A( d
10.     HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_1);       
    0 Q3 M" ?( j/ I; V& c
11.     HAL_Delay(500);
    
12.   }
    
13. }

复制代码

4.下载验证
$ J4 W+ Z. b6 j2 U$ b  T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