用 STM32 通用定时器做微秒延时函数（STM32CubeMX版本）

概述
% F7 k& ^8 w3 C7 T9 d        在使用 DHT11 的时候，时序通信需要微秒来操作，STM32CubeMX 自带一个系统时钟，但是实现的是毫秒级别的。因此就自己用通用计时器实现一个。


/ w5 ]6 D  A5 a- s& G) ]5 H

    环境：

$ ^" O; N0 i1 a# v3 A6 d' Q
% N! n. @: |1 a3 `2 r- [; u开发板：STM32F4探索者（正点原子）

* B, n$ }* r) q) U9 W
% k7 b, [+ R: _# \+ I9 h7 Q文章目录
# t3 h5 I& E% L( S  l2 w8 S1.配置定时器时钟
2.计数器时钟频率及计数模式
$ u( ?1 k- L4 ], Z" [

预分频系数
3 ]% B1 v8 |+ ^2 h- W计数器模式
自动重装载值
3.打开定时器中断
4.具体实现代码
. f: s/ w& k$ y, S3 ~0 ~, |5.代码测试
0 M5 p* s7 \3 [# @

0 X, A+ |0 j/ C$ \, k1.配置定时器时钟
5 c; V7 p: j0 v- T+ v·选择时钟源
5 w1 t$ b: D0 Z

这里选择的是内部时钟，来自 RCC 的TIMxCLK，在通用定时器框图中我们可以看到如下：
/ m) z* k! j9 \' M

而我们可以在 STM32F4xx中文参考手册中找到，TIM2 在外设总线1(APB1上)，因此其时钟为 84MHz，如下图所示：
) i- H, a1 F% E

2.计数器时钟频率及计数模式
  m/ v$ j& y9 O/ d- U/ r! O除了配置定时器的时钟，还需要配置计数器时钟频率，我们要实现微秒延时，因此计数器时钟频率应该是1MHz，
; ~; Q" e6 ?, x; Y
3 h0 V* G: S- y: I9 e5 ]( [
而要实现还需要以下3个参数：
4 l) |& p: e% Y. G9 q

预分频系数
7 W0 ?7 L) P$ K% O- V" \根据STM32F4xx中文参考手册中的时钟频率计算，如下图所示：

其中fCK_PSC就是通用定时器框图中的CK_PSC, 即值为84MHz，而我们所要的计数器时钟频率1MHz

9 _) i7 q# c' }( R: {$ m% A
因此：

1. PSC[15:0] = (fCK_PSC/CK_CNT) - 1
   
2.           = (84/1) - 1
   
3.           = 83

复制代码

因此预分频系数为 83
' N0 d7 s" [, T- T6 J- X/ L: W& }  a
; l1 `& q' P0 ~4 f; @' z9 s. f' K1 ~
计数器模式
计数器这里采用向下计数模式，也就是 如设置计数值为 1000，那么每隔一个微秒，就减一，一直减到 0

" D4 i& M5 |+ o3 v% M& K8 s& ~
自动重装载值
/ y5 }1 b( Q# v虽然我们并不使用自动重装载功能，但是，我们还是要对自动重装载寄存器进行赋值且不赋值为0即可，但是我测试时发送，如果为1，延时会出现偏差，因此这里赋值为 2，依据如下：
3 m# ^5 H5 g! R) z& X! z
7 g- e- ]; n5 A* K7 ?2 p! L% C8 O3.打开定时器中断

4.具体实现代码
) ]# K  _( t, o7 t8 z  e

1. volatile bool elapsed = false; //用于判断设置的计数值是否耗尽（向下计数模式），耗尽时，在中断中奖会设置为true
   
2. 
   
3. void setState(bool state)
   
4. {
   
5.     elapsed = state;
   ' X8 L5 V1 |% J( g8 X3 |8 k
6. }
   2 q  e+ u- @, m+ q
7. 
   - v, t7 c- j: k9 E5 V; m4 B6 q# W
8. bool getState()
   ! }: b+ W" y4 x3 p9 j$ |$ c" |# m; L
9. {
   
10.     return elapsed;
    : l! c$ @' }' P  R8 O' d, c
11. }
    
12. 
    : a& g, D, j, K' E8 i' k
13. void usDelay(uint32_t time)
    & \: ?7 f# H+ i
14. {
    
15. 
    ' f0 j+ P7 @6 G8 I- V$ \
16.     __HAL_TIM_SetCounter(&htim2,time); //设置计数值
    ) z* A' v! h! n
17.      setState(false);                  
    ! r1 l# t( M9 Z
18.      HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);     //开启定时器
    % c; L, Q" i+ V+ S) Q' ~! K
19.      while(!getState());                //判断计数值是否耗尽
    2 ]" x% {2 E+ f  `$ X
20.      HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim2);      //关闭定时器
    
21. 
    ; u' c. X8 h, i6 ]* C
22. }

复制代码

计数值耗尽回调函数

1. void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
   
2. {
   
3.     if (htim->Instance == TIM2) {
     l1 b' f0 P( b! k$ l, O1 d" ?4 u( U
4.         setState(true);
   2 v  n+ x% v/ F. y4 j' w
5.     }
   2 K% Z- ?* O. F- ?/ R
6.    
   ) Z1 ]% F0 y* P  r) T4 _. U
7. }

复制代码

5.代码测试
主函数的主循环中：

1. while (1)
   7 N, c4 R9 j; ?1 Y6 a: n
2.   {
   + @; L8 D* H% K& Q0 `, ~$ y" X+ e6 l& t
3.     /* USER CODE END WHILE */
   8 d  _# z9 h! z$ f8 L# M( T
4. 
   
5.     /* USER CODE BEGIN 3 */
   3 h- d4 W" C3 G6 Z$ o3 ]' M; _9 N
6.       printf("hello usDelay");
   
7.       for(int i = 0; i < 1000; i++)
   3 ]9 ], }. n6 e5 \
8.       {
   
9.             usDelay(1000);
   # G% X- ?$ o$ u, G3 {
10.       }
    3 i1 a2 W! I- c
11.       
    
12.   }

复制代码

在串口调试助手中，可以看到如下，一秒打印一条语句
/ c7 _0 ~% E) [& N2 s  I

在后台回复“微秒延时”，将获取项目代码！
+ Q; H( R% K6 Q# {- A& h1 n* T2 V后续也将分享如何使用该函数读取 DHT11 温湿度传感器的值，欢迎关注我与我交流！