【STM32C5教程】（5）定时器周期中断实验

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HuangXF 发布时间：2026-10-21 13:16

技术帖
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文章简介:	本文介绍在 NUCLEO-C542RC（STM32C542RCT6）上使用 TIM6 定时器周期中断实现 LED 每 500 ms 翻转的实验。通过 STM32CubeMX2 配置 TIM6（PSC=14399，ARR=4999，144 MHz 时钟）并启用中断，在 main.c 中调用 HAL_TIM_Start_IT() 启动定时器，重写 HAL_TIM_UpdateCallback() 回调翻转 PA5。编译烧录后 LED 稳定闪烁，周期 1 秒，验证功能正常。

1. 项目简介

1.1 实验目标

本实验在 NUCLEO-C542RC 开发板上，使用 STM32C542RCT6 的 TIM6 基本定时器产生周期中断，在中断回调中翻转板载 LED（PA5）状态，实现 LED 每 500 ms 切换一次，掌握 STM32C5 系列定时器周期中断的配置与使用方法。

功能需求：

使用 TIM6 产生周期中断，不使用软件延时
每次更新事件触发一次中断（每 500 ms）
在中断回调中翻转 LD1（PA5），LED 每 500 ms 切换一次

开发板和 MCU 型号： NUCLEO-C542RC 开发板，搭载 STM32C542RCT6 MCU。

1.2 实验条件

硬件：

NUCLEO-C542RC 开发板
支持数据传输的 USB Type-C 线（用于连接 ST-LINK 接口）

软件：

STM32CubeMX2（用于引脚、时钟配置与代码生成）
VS Code + STM32Cube 插件（用于编译、烧录、调试）

2. 硬件说明

2.1 NUCLEO-C542RC 开发板

NUCLEO-C542RC 是 ST 基于 STM32C542RCT6 推出的 Nucleo-64 开发板。主要特性：

MCU：STM32C542RCT6，Arm Cortex-M33 内核，最高主频 144 MHz，256 KB Flash，64 KB RAM
调试器：板载 STLINK-V3EC，支持大容量存储、虚拟串口和调试端口三种功能
用户 LED：LD1，连接 PA5
用户按键：B1，连接 PC13
复位按键：B2
扩展接口：Arduino Uno V3 和 ST morpho 连接器

本实验使用板载的 LD1 和 B1，无需额外外设。

2.2 引脚说明

引脚	别名	功能	方向	有效电平
PA5	LD1	板载用户 LED	GPIO 输出	高电平点亮

PA5（LD1）：配置为推挽输出，输出高电平时 LED 点亮，输出低电平时 LED 熄灭。复位后初始状态为低电平（LED 熄灭）。

3. STM32CubeMX2 工程配置

3.1 新建工程

本实验采用 MCU 方式创建工程，即以芯片型号 STM32C542RC 为起点，而非开发板方式。

进入 MCU 选择界面启动 STM32CubeMX2，在首页点击 MCU，进入芯片型号选择列表。
搜索并选中芯片在 MCU name 输入框中输入 STM32C542RC（或完整型号 STM32C542RCT6），从筛选出的列表中选择对应型号。
填写项目信息输入项目名称 TIM_IT_500ms 和项目保存路径。项目名称避免使用特殊字符，路径建议使用纯英文目录。

3.2 基础配置

工程创建后，软件自动进入 Pinout 视图。

时钟配置：本工程系统时钟配置为 144 MHz，APB1 分频系数为 1，TIM6 输入时钟为 144 MHz。

3.3 GPIO 配置（PA5 输出）

在 Pinout 视图中找到 PA5 引脚。
右键点击 PA5，选择 Assign signal → GPIO。
再次右键点击 PA5，选择 Configure GPIO，进入 GPIO 详细配置界面。
将 PA5 的 Mode 设置为 Output。
保持默认参数：Output level 为 Low，Output mode 为 Push Pull，Pull-up/Pull-down 为 No pull-up and no pull-down，Maximum output speed 为 Low。
在 User Label 输入框中填入 LD1。设置别名后，CubeMX2 会自动生成宏定义 LD1_PORT 和 LD1_PIN。

3.4 TIM6 配置

（1）启用 TIM6

在左侧外设列表中找到 Timers → TIM6，点击展开，将 Clock Source 设置为 Internal Clock（内部时钟）。

（2）配置定时参数

在 TIM6 的 Parameter Settings 中设置：

参数	值	说明
Prescaler (PSC)	14399	144 MHz ÷ 14400 = 10 kHz
Counter Mode	Up	向上计数
Counter Period (ARR)	4999	10 kHz ÷ 5000 = 2 Hz
auto-reload preload	Enable	建议启用自动重装载预装载

3.5 项目配置

点击 Project Settings，进入工程设置页面。
在 IDE Format 下拉选项中选择 CMake。
在 CMake Toolchain 下拉选项中选择 GCC。
确认配置无误后，点击 Generate Code。CubeMX2 会执行配置检查，如果没有错误，开始在指定路径下生成 CMake 工程文件。
生成完成后，项目路径下会出现标准 CMake 工程结构，包含 Core/、Drivers/、CMakeLists.txt 等。

4. 编程实现

4.1 实现思路

采用 “TIM6 周期中断 + 回调中翻转 LED” 的方案：

TIM6 计数到 ARR（4999）溢出
│
▼ 置位更新标志 UIF
触发 TIM6 全局中断（NVIC）
│
▼
TIM6_IRQHandler() // CubeMX 生成，无需修改
│
▼
HAL_TIM_IRQHandler() // 清中断标志
│
▼
HAL_TIM_UpdateCallback() // 用户重写的回调
│
▼
HAL_GPIO_TogglePin() // 翻转 LD1

与软件延时的区别：使用 HAL_Delay() 延时会让 CPU 空转等待，期间无法响应其他事件；使用 TIM6 硬件定时中断，定时精度由硬件保证，CPU 不阻塞。

必须手动启动定时器：CubeMX2 生成的初始化代码只配置了 TIM6 的寄存器，不会自动启动定时器和使能中断。必须在 main() 中调用 HAL_TIM_Start_IT() 才能真正开始周期性中断。

各步骤使用的 HAL 函数：

步骤	HAL 函数	作用
启动定时器中断	`HAL_TIM_Start_IT()`	使能更新中断并启动计数
获取 TIM6 句柄	`mx_tim6_gethandle()`	返回 CubeMX 生成的 TIM6 句柄
翻转 LED	`HAL_GPIO_TogglePin(LD1_PORT, LD1_PIN)`	切换 PA5 输出电平

4.2 关键代码

在 VS Code 中打开生成的 CMake 工程，找到 Core/Src/main.c，添加以下代码。

（1）主函数

int main(void)
{
  if (mx_system_init() != SYSTEM_OK)
  {
    return (-1);
  }
  else
  {
    /*
      * Start the periodic interrupt generation of TIM6.
      * TIM6 is configured to generate an update event every 500 ms,
      * the LD1 (PA5) LED is toggled in the HAL_TIM_UpdateCallback().
      */
    if (HAL_TIM_Start_IT(mx_tim6_gethandle()) != HAL_OK)
    {
      return (-1);
    }

    while (1) {}
  }
}

（2）TIM6 更新中断回调函数

/**
  * brief:  TIM6 update interrupt callback (period elapsed).
  *         Called by the HAL in IRQ context each time TIM6 reaches its period
  *         (every 500 ms). Toggle the on-board LED LD1 on PA5.
  * param:  htim  Pointer to the TIM handle.
  */
void HAL_TIM_UpdateCallback(hal_tim_handle_t *htim)
{
  HAL_GPIO_TogglePin(LD1_PORT, LD1_PIN);
}

代码说明：

LD1_PORT、LD1_PIN 两个宏由 CubeMX2 生成在 generated/hal/mx_gpio_default.h，通过main.h 链入，在 main.c 中可直接使用。
mx_tim6_gethandle() 返回 CubeMX2 生成的 TIM6 句柄。
HAL_TIM_Start_IT() 启动 TIM6 并使能更新中断。这一步必须手动调用，否则定时器不会开始计数，中断永远不会产生。
HAL_TIM_UpdateCallback() 是 HAL 库中已经声明好的回调入口，HAL 库中有一个空的默认实现。用户在自己的源文件中重写这个同名函数，中断发生时 HAL 就会自动调用它，无需修改驱动源码。
回调在中断上下文中执行，应保持简短。这里只有一条翻转语句，非常合适。
参数 htim 在本实验中没有使用，保留它是为了与回调签名一致。

5. 编译烧录与运行测试

5.1 编译与烧录

打开工程：用 VS Code 打开 CubeMX2 生成的 CMake 工程文件夹（如 TIM_IT_500ms_cmake）。
编译：点击 VS Code 底部状态栏的 Build 按钮，或使用命令面板执行 CMake 构建。编译完成后，终端应输出 Build finished with exit code 0，无 error。
连接开发板：用支持数据传输的 USB Type-C 线连接 NUCLEO-C542RC 的 ST-LINK USB 口（CN1）。
确认设备识别：打开设备管理器，在“端口 (COM 和 LPT)”下应能看到 STLink COMx。
烧录：点击 VS Code 中的运行按钮，将固件下载到开发板。

5.2 运行与测试

烧录完成后，程序自动开始运行。观察板载 LED LD1 的闪烁情况：

测试 1：初始状态复位开发板（按下黑色复位按键 B2），观察 LD1。复位后程序开始运行，TIM6 立即启动，LD1 开始以 500 ms 间隔翻转。
测试 2：闪烁周期观察 LD1 的闪烁节奏：亮 500 ms → 灭 500 ms → 亮 500 ms → …… 闪烁周期为 1 秒（亮灭各 500 ms）。可用手机秒表计时核对。

测试结果：

☑ 编译通过，无错误 ☑ 烧录成功 ☑ 上电后 LD1 每 500 ms 翻转一次，闪烁周期为 1 s ☑ 闪烁间隔均匀、稳定

功能正常。

6. 小结

本实验通过 TIM6 定时器周期中断实现了板载 LED 的周期性闪烁，掌握了 STM32C5 系列定时器中断的配置与使用方法。

核心逻辑可以概括为：“TIM6 硬件计数 → 溢出产生更新中断 → 回调翻转 LED”。

有两点需要注意：

第一，定时器中断必须手动启动。 CubeMX2 生成的初始化代码只完成寄存器配置，不会自动开始计数。必须在 main() 中调用 HAL_TIM_Start_IT()，中断才会周期性产生。
第二，中断回调应保持简短。回调在中断上下文中执行，耗时操作会影响系统响应其他中断。本实验只有一条翻转语句，非常合适。

如果需要改变闪烁周期，只需在 CubeMX2 中修改 TIM6 的 Prescaler 和 Counter Period，重新生成代码即可，main.c 无需改动。