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STM32 定时器中断

介绍​

STM32微控制器中的定时器（Timer）是一个强大的外设，用于生成精确的时间延迟、测量时间间隔或生成PWM信号。定时器中断是定时器的一个重要功能，它允许在定时器达到特定条件（如计数器溢出或比较匹配）时触发中断，从而执行特定的任务。

在本教程中，我们将学习如何配置STM32的定时器中断，并通过一个简单的示例来演示如何使用定时器中断实现LED的闪烁。

定时器中断的基本概念​

定时器中断的核心思想是：当定时器的计数器达到某个特定值时，触发一个中断请求（IRQ），然后执行相应的中断服务程序（ISR）。STM32的定时器通常有以下几种中断源：

  • 更新中断（Update Interrupt）：当计数器溢出或下溢时触发。
  • 捕获/比较中断（Capture/Compare Interrupt）：当计数器值与捕获/比较寄存器的值匹配时触发。

通过配置这些中断源，我们可以实现各种时间相关的功能。

配置STM32定时器中断​

1. 选择定时器​

STM32系列微控制器通常有多个定时器（如TIM2、TIM3等）。我们需要根据需求选择一个合适的定时器。

2. 配置定时器​

配置定时器包括设置预分频器（Prescaler）和自动重装载寄存器（Auto-reload Register）。预分频器用于降低定时器的时钟频率，而自动重装载寄存器决定了计数器的最大值。

c
// 示例：配置TIM2定时器
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 9999; // 自动重装载值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 7199; // 预分频器
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);

3. 使能定时器中断​

接下来，我们需要使能定时器的更新中断，并配置NVIC（嵌套向量中断控制器）以处理中断。

c
TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

4. 编写中断服务程序​

在中断服务程序中，我们可以执行特定的任务。例如，下面的代码在每次定时器中断时切换LED的状态。

c
void TIM2_IRQHandler(void) {
    if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET) {
        TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
        GPIO_ToggleBits(GPIOC, GPIO_Pin_13); // 切换LED状态
    }
}

5. 启动定时器​

最后，启动定时器以开始计数。

c
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);

实际应用案例：LED闪烁​

假设我们使用STM32F103C8T6微控制器，并且连接了一个LED到GPIOC的Pin 13。我们可以使用TIM2定时器中断来实现LED的闪烁。

c
#include "stm32f10x.h"

void TIM2_IRQHandler(void) {
    if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET) {
        TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
        GPIO_ToggleBits(GPIOC, GPIO_Pin_13); // 切换LED状态
    }
}

int main(void) {
    // 初始化GPIOC的Pin 13为输出
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);

    // 配置TIM2定时器
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 9999; // 自动重装载值
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 7199; // 预分频器
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);

    // 使能定时器中断
    TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    // 启动定时器
    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);

    while (1) {
        // 主循环
    }
}
提示

提示：在实际应用中，定时器中断可以用于各种任务，如控制电机速度、测量传感器数据、生成PWM信号等。

总结​

在本教程中，我们学习了如何配置STM32的定时器中断，并通过一个简单的LED闪烁示例演示了定时器中断的使用。定时器中断是STM32微控制器中非常重要的功能，掌握它可以帮助我们实现各种时间相关的任务。

附加资源与练习​

  • 练习1：修改代码，使LED以不同的频率闪烁。
  • 练习2：尝试使用其他定时器（如TIM3）来实现相同的功能。
  • 参考文档：STM32参考手册中的定时器章节，了解更多关于定时器的配置和使用方法。

通过不断练习和探索，你将能够熟练使用STM32的定时器中断功能，并将其应用到更复杂的项目中。