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STM32 定时器链接

介绍​

STM32微控制器中的定时器（Timer）是一个非常重要的外设，用于生成精确的时间延迟、测量时间间隔、生成PWM信号等。定时器可以独立运行，也可以与其他外设（如ADC、DMA等）协同工作，以实现更复杂的功能。

在STM32中，定时器通常分为以下几种类型：

  • 基本定时器：用于简单的计时任务。
  • 通用定时器：功能更强大，支持PWM输出、输入捕获等。
  • 高级定时器：支持更复杂的控制功能，如死区时间控制、互补输出等。

本文将逐步介绍STM32定时器的基本概念、配置方法以及实际应用案例。

定时器的基本概念​

定时器的工作原理​

STM32的定时器本质上是一个计数器，它根据时钟信号进行计数。定时器的计数频率由时钟源决定，通常可以通过预分频器（Prescaler）来调整计数频率。当计数器达到设定值时，可以触发中断或产生其他事件。

定时器的寄存器​

STM32的定时器由多个寄存器控制，主要包括：

  • TIMx_CR1：控制寄存器1，用于配置定时器的基本功能。
  • TIMx_PSC：预分频器寄存器，用于设置计数器的时钟分频。
  • TIMx_ARR：自动重装载寄存器，用于设置计数器的最大值。
  • TIMx_SR：状态寄存器，用于查看定时器的状态。

配置定时器​

基本定时器配置​

以下是一个简单的定时器配置示例，使用STM32的HAL库来配置一个基本定时器，使其每隔1秒触发一次中断。

c
#include "stm32f4xx_hal.h"

TIM_HandleTypeDef htim2;

void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_TIM2_Init(void);

int main(void)
{
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();
    MX_TIM2_Init();

    HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);

    while (1)
    {
    }
}

void SystemClock_Config(void)
{
    // 系统时钟配置代码
}

static void MX_GPIO_Init(void)
{
    // GPIO初始化代码
}

static void MX_TIM2_Init(void)
{
    htim2.Instance = TIM2;
    htim2.Init.Prescaler = 8399; // 预分频器设置为8399，将84MHz时钟分频为10kHz
    htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
    htim2.Init.Period = 9999; // 自动重装载值设置为9999，计数器从0计数到9999，共10000个计数
    htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
    htim2.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
    HAL_TIM_Base_Init(&htim2);
}

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    if (htim->Instance == TIM2)
    {
        // 定时器2中断处理代码
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_5); // 切换LED状态
    }
}

代码解释​

  1. 预分频器（Prescaler）：htim2.Init.Prescaler = 8399; 将84MHz的时钟分频为10kHz。
  2. 自动重装载值（Period）：htim2.Init.Period = 9999; 设置计数器从0计数到9999，共10000个计数。
  3. 中断回调函数：HAL_TIM_PeriodElapsedCallback 是定时器溢出时的回调函数，用于处理定时器中断。

实际应用案例​

PWM信号生成​

PWM（脉宽调制）信号广泛应用于电机控制、LED调光等领域。STM32的定时器可以方便地生成PWM信号。

以下是一个使用TIM3生成PWM信号的示例：

c
#include "stm32f4xx_hal.h"

TIM_HandleTypeDef htim3;

void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_TIM3_Init(void);

int main(void)
{
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();
    MX_TIM3_Init();

    HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_1);

    while (1)
    {
    }
}

void SystemClock_Config(void)
{
    // 系统时钟配置代码
}

static void MX_GPIO_Init(void)
{
    // GPIO初始化代码
}

static void MX_TIM3_Init(void)
{
    htim3.Instance = TIM3;
    htim3.Init.Prescaler = 8399; // 预分频器设置为8399，将84MHz时钟分频为10kHz
    htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
    htim3.Init.Period = 999; // 自动重装载值设置为999，计数器从0计数到999，共1000个计数
    htim3.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
    htim3.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
    HAL_TIM_PWM_Init(&htim3);

    TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC;
    sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
    sConfigOC.Pulse = 500; // 设置占空比为50%
    sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
    sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
    HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim3, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1);
}

代码解释​

  1. PWM模式：sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1; 设置定时器为PWM模式。
  2. 占空比：sConfigOC.Pulse = 500; 设置占空比为50%。

总结​

STM32的定时器是一个功能强大的外设，可以用于多种应用场景，如时间延迟、PWM信号生成、输入捕获等。通过合理配置定时器的预分频器和自动重装载值，可以实现精确的时间控制。

提示

在实际项目中，定时器的配置和使用可能会更加复杂，建议参考STM32的参考手册和HAL库文档，以获取更多详细信息。

附加资源​

练习​

  1. 修改定时器的预分频器和自动重装载值，使LED的闪烁频率变为2Hz。
  2. 使用定时器生成一个占空比为25%的PWM信号，并观察输出波形。
警告

在进行实验时，请确保正确配置时钟和GPIO，以避免硬件损坏。