【经验分享】STM32F7普通定时器的使用（定时+中断+PWM）

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STMCU小助手发布时间：2021-12-12 22:03

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文章简介:	此篇博客记录的是自己通过CubeMX学习F7系列定时器功能的过程，献给有过标准库开发经验的同学。

此篇博客记录的是自己通过CubeMX学习F7系列定时器功能的过程，献给有过标准库开发经验的同学。

基本计时功能
最简单的，定时器嘛，基本的定时器就是定时功能，简单来说就是TIMx->CNT会跟随着输入时钟的脉冲而计数。
初始化定时器的参数，大家都好理解，因为TIM2的输入时钟是108Mhz，这里进行10800分频，输入频率为10K，重装载值设置为20K，每2秒溢出一次。
在HAL_TIM_Base_Init的执行过程中，会先调用HAL_TIM_Base_MspInit再进行其他参数的配置,即先开时钟。

TIM_HandleTypeDef TIM2_Handler;
static void MX_TIM2_Init(void)
{
TIM2_Handler.Instance = TIM2;
TIM2_Handler.Init.Prescaler = 10800;
TIM2_Handler.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
TIM2_Handler.Init.Period = 20000;
TIM2_Handler.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
HAL_TIM_Base_Init(&TIM2_Handler);
HAL_TIM_Base_Start(&TIM2_Handler);
}
void HAL_TIM_Base_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
__HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE(); //使能TIM3时钟
}

复制代码

主函数中每秒打印一次定时器的值：

while (1)
{
printf("cnt:%d\r\n",TIM2->CNT);
delay_ms(1000);
}

复制代码

显示效果如下：

定时器中断
通过HAL_TIM_Base_Start可以开启基本计时功能，但要实现定时器中断功能，就需要开启相应的标志位，即使用HAL_TIM_Base_Start_IT进行定时的开启；
在配置定时器之前，除了要开启时钟，还需要先设置中断优先级，和使能中断向量；
在定时器中断TIM2_IRQHandler服务函数中调用HAL库提供的定时器中断处理函数HAL_TIM_IRQHandler，解析到的定时器超时中断会自动跳转到HAL_TIM_PeriodElapsedCallback；

TIM_HandleTypeDef TIM2_Handler;
static void MX_TIM2_Init(void)
{
TIM2_Handler.Instance = TIM2;
TIM2_Handler.Init.Prescaler = 10800;
TIM2_Handler.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
TIM2_Handler.Init.Period = 20000;
TIM2_Handler.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
HAL_TIM_Base_Init(&TIM2_Handler);
//HAL_TIM_Base_Start(&TIM2_Handler);
HAL_TIM_Base_Start_IT(&TIM2_Handler);
}
void HAL_TIM_Base_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
__HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE(); //使能TIM2时钟
HAL_NVIC_SetPriority(TIM2_IRQn, 1, 3); //设置中断优先级，抢占优先级1，子优先级3
HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn); //开启ITM2中断
}
void TIM2_IRQHandler(void)
{
HAL_TIM_IRQHandler(&TIM2_Handler);
}
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
if (htim == (&TIM2_Handler))
{
printf("enter irq\r\n");
}
}

复制代码

显示效果如下：

PWM输出
硬件PWM输出是不需要使用定时器中断的，但同样需要基本的定时参数配置，初始化也不再是使用HAL_TIM_Base_Init而是使用HAL_TIM_PWM_Init进行初始化了；
配置完定时器为PWM模式，那么相应的输出通道也需要通过HAL_TIM_PWM_ConfigChannel进行配置；
同样的启动也不是HAL_TIM_Base_Start或者HAL_TIM_Base_Start_IT了，而是HAL_TIM_PWM_Start了；

TIM_HandleTypeDef TIM2_Handler;
TIM_OC_InitTypeDef TIM2_CH2Handler;
static void MX_TIM2_Init(void)
{
TIM2_Handler.Instance = TIM2;
TIM2_Handler.Init.Prescaler = 10800;
TIM2_Handler.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
TIM2_Handler.Init.Period = 20000;
TIM2_Handler.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
HAL_TIM_PWM_Init(&TIM2_Handler);
TIM2_CH2Handler.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
TIM2_CH2Handler.Pulse = 10000;
TIM2_CH2Handler.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
TIM2_CH2Handler.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&TIM2_Handler, &TIM2_CH2Handler, TIM_CHANNEL_2) ;
HAL_TIM_PWM_Start(&TIM2_Handler, TIM_CHANNEL_2); //开启PWM通道2
}
void HAL_TIM_PWM_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
__HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_1;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF1_TIM2;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}

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通过万用表可以发现PA1口的电压在0和3.3V中大概每秒变动一次（疫情期间在家学习，没有示波器真是太惨了……为了确定确实有PWM波形，只能出此下策了T_T），串口打印数据如下：

PWM + 定时器溢出中断
我们都知道，PWM模式是在比较值处翻转，在溢出的时候再次翻转，而溢出的时候，我们也是可以产生中断的；所以同一个定时器，在这种定时时长和周期相同的时候，是可以即做硬件PWM输出，又做溢出中断的。
这里我们观察一下两种初始化函数：

/**
* @brief Initializes the TIM Time base Unit according to the specified
* parameters in the TIM_HandleTypeDef and create the associated handle.
* @param htim: pointer to a TIM_HandleTypeDef structure that contains
* the configuration information for TIM module.
* @retval HAL status
*/
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_Base_Init(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
/* Check the TIM handle allocation */
if(htim == NULL)
{
return HAL_ERROR;
}
/* Check the parameters */
assert_param(IS_TIM_INSTANCE(htim->Instance));
assert_param(IS_TIM_COUNTER_MODE(htim->Init.CounterMode));
assert_param(IS_TIM_CLOCKDIVISION_DIV(htim->Init.ClockDivision));
if(htim->State == HAL_TIM_STATE_RESET)
{
/* Init the low level hardware : GPIO, CLOCK, NVIC */
HAL_TIM_Base_MspInit(htim);
}
/* Set the TIM state */
htim->State= HAL_TIM_STATE_BUSY;
/* Set the Time Base configuration */
TIM_Base_SetConfig(htim->Instance, &htim->Init);
/* Initialize the TIM state*/
htim->State= HAL_TIM_STATE_READY;
return HAL_OK;
}
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_PWM_Init(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
/* Check the TIM handle allocation */
if(htim == NULL)
{
return HAL_ERROR;
}
/* Check the parameters */
assert_param(IS_TIM_INSTANCE(htim->Instance));
assert_param(IS_TIM_COUNTER_MODE(htim->Init.CounterMode));
assert_param(IS_TIM_CLOCKDIVISION_DIV(htim->Init.ClockDivision));
if(htim->State == HAL_TIM_STATE_RESET)
{
/* Allocate lock resource and initialize it */
htim->Lock = HAL_UNLOCKED;
/* Init the low level hardware : GPIO, CLOCK, NVIC and DMA */
HAL_TIM_PWM_MspInit(htim);
}
/* Set the TIM state */
htim->State= HAL_TIM_STATE_BUSY;
/* Init the base time for the PWM */
TIM_Base_SetConfig(htim->Instance, &htim->Init);
/* Initialize the TIM state*/
htim->State= HAL_TIM_STATE_READY;
return HAL_OK;
}

复制代码

两者除了底层的HAL_TIM_Base_MspInit和HAL_TIM_PWM_MspInit，其他地方一模一样，所以我们随便调用一个初始化就可以了，但是要注意，我们在HAL_TIM_Base_MspInit里配置了NVIC，在HAL_TIM_PWM_MspInit里配置了GPIO，所以只调用一个的话，必须手动把底层的粘贴到另一个函数里去，如果是想两个都调用一次，这里就需要考虑htim->State这个变量了，因为在调用了一次之后，其值就从HAL_TIM_STATE_RESET变成了HAL_TIM_STATE_READY，后面的一个就得不到执行了。
再来看启动代码：