定时器中断

1. 定时器中断简介

STM32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：

  • 16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
  • 如下事件发生时产生中断/DMA：
    ─ 更新：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
  • 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

通用定时器框图

STM32CubeMX系列|定时器中断_初始化
定时器时基部分

STM32CubeMX系列|定时器中断_公众号_02

2. 硬件设计

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

  • D1和D2指示灯
  • 定时器TIM3

STM32CubeMX系列|定时器中断_c语言_03

3. 软件设计

3.1 STM32CubeMX设置
  • RCC设置外接HSE，时钟设置为72MHz；TIM3的时钟挂载在APB1 Time Clocks上为72MHz
  • PC0/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

STM32CubeMX系列|定时器中断_公众号_04

  • 输入工程名，选择工程路径（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编程
  • 在tim.c文件中可以看到定时器的初始化函数
void MX_TIM3_Init(void){
  TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};
  TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};

  htim3.Instance = TIM3;
  htim3.Init.Prescaler = 7200-1;
  htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
  htim3.Init.Period = 10000-1;
  htim3.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  htim3.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
  if (HAL_TIM_Base_Init(&htim3) != HAL_OK){
    Error_Handler();
  }
  sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;
  if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim3, &sClockSourceConfig) != HAL_OK){
    Error_Handler();
  }
  sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
  sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
  if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim3, &sMasterConfig) != HAL_OK){
    Error_Handler();
  }
}

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)

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim){
	if(htim == &htim3){
		HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_0);	//LED1状态每1s翻转一次
	}
}
  • 在main函数中编写相关代码，在while中使LED2每500ms翻转一次
int main(void){
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_TIM3_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3);		//启动定时器中断模式计数
  /* USER CODE END 2 */
  while (1){
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_1);	//LED2状态每500ms翻转一次
	HAL_Delay(500);
  }
}

4. 下载验证

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

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