代码收藏家 STM32（五）：TIMER定时器 （标准库函数）
前言
上一篇文章已经介绍了如何用STM32单片机中的Systick嘀嗒定时器来控制LED灯的交替闪烁，实现了点灯的第四种方式。这篇文章我们来介绍一下如何用STM32单片机中的TIMER定时器来控制LED灯的交替闪烁。
一、实验原理
1.定时器的功能
STM32的定时器是一种强大的外设，具有以下几种主要功能：
定时功能：可以设置定时时间，用于在特定时刻执行任务。 计数功能：对输入的时钟脉冲进行计数。 PWM信号产生：用于控制电机速度、灯光亮度等。 输入捕获：捕获并记录外部信号的时间参数。 定时器中断：在计数值达到设定值时触发中断，进行相应处理。
2.定时器的类型
STM32中的定时器根据功能和复杂度分为三种类型：
高级定时器：TIM1和TIM8，支持更复杂的控制需求和高精度的操作。 通用定时器：TIM2、TIM3、TIM4、TIM5，适用于常规的定时和计数任务。 基本定时器：TIM6和TIM7，主要用于简单的定时任务，没有高级控制功能。
3.定时器工作原理
以下是定时器的工作原理图，主要分为5个部分，分别是时钟产生、定时器、输入、输出和寄存器部分。
时钟产生来源：
1. 内部时钟 PB1（CLK_INT） (*)
2. TIMx_ETR 外部引脚输入
3. ITRx 内部触发输入，定时器集联
4. TL1FP1/2 来自于定时器外部通道
主要是内部时钟，最后输出 [ CK_PSC ]
输出比较：
比如说现在定时器是从 0-100 向上计数
如果把 [ 捕获比较寄存器 ] 的值设置为 v = 50；
如果 当前值 < v 则输出高电平， 当前值 > v 则输出低电平
那么效果就是 0-50 输出高电平， 50-100 输出低电平， 实现通道输出
通过控制 V 的值 就能改变占空比， 实现PWM。
定时器主要分为3种计数模式，向上计数、向下计数以及中央对齐模式。
1.向上计数模式
2.向下计数模式
3.中央对齐模式
3.定时器系统框图
以下是定时器的系统框图：
主要有4块组成部分：
1.振荡器
HSI RC：内部高速时钟，8MHz。
HSE Osc：外部高速时钟，频率依赖于外部晶振。
LSI RC：内部低速时钟。
LSE Osc：外部低速时钟，通常是32.768kHz，用于实时时钟（RTC）。
2.时钟源选择和配置
PLL（相位锁环）：可以将HSI或HSE的频率乘以一个系数（如图中所示，最高可达72MHz）。
SYSCLK（系统时钟）：可以选择HSI、HSE或PLLCLK作为源。
MCO（微控制器时钟输出）：可以输出不同源的时钟，如HSI、HSE或PLLCLK的一部分。
3.总线和接口时钟
AHB Prescaler：高性能总线预分频器，可对HCLK进行分频。
APB1 Prescaler和APB2 Prescaler：两个外设总线预分频器，分别对PCLK1和PCLK2进行分频。
ADC Prescaler：模数转换器预分频器，提供给ADC的时钟。
4.定时器
TIM1、TIM8（高级定时器）：接收PCLK2时钟，可以选择直接时钟或通过倍增器增倍（x1或x2）。
TIM2、TIM3、TIM4（通用定时器）：接收PCLK1时钟，同样有倍增器选择。
系统时钟与这些定时器的关系，决定了定时器的计数速度和精度。
二、实验步骤
1.时钟初始化
首先是对时钟的初始化，其中我们要知道以下计算的式子
定时器频率
=((1+TIM_Prescaler )/72M)*(1+TIM_Period )•
例：如果想要设置定时器频率为
1秒，可以设置TIM_Prescaler=35999,TIM_Period=1999 //2Khz的频率，计数到
2000
•
或•
TIM_Prescaler=7199,TIM_Period=9999 //10KHz的频率，计数到10000
参数如下所示：
TIM_Prescaler 用来设置分频系数 TIM_CounterMode 用来设置计数方式 TIM_Period 设置自动重载计数周期值 TIM_ClockDivision 用来设置时钟分频因子
void GENERAL_TIMx_Configuration(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
/* 开启TIMx_CLK,x[2,3,4,5],即内部时钟CK_INT=72M */
GENERAL_TIM_APBxClock_FUN(GENERAL_TIM_CLK, ENABLE);
/* 通用定时器 TIMx,x[2,3,4,5]中断优先级配置 */
GENERAL_TIMx_NVIC_Configuration();
/* 自动重装载寄存器周的值(计数值) */
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=1000;
/* 累计 TIM_Period个频率后产生一个更新或者中断
时钟预分频数为71，则驱动计数器的时钟CK_CNT = CK_INT / (71+1)=1M */
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= 71;
/* 时钟分频因子 ，没有用到，不用管 */
//TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
/* 计数器计数模式，基本定时器TIM6和TIM7只能向上计数，没有计数模式的设置，不用管 */
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
/* 重复计数器的值，通用定时器没有，不用管 */
//TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter=0;
/* 初始化定时器TIMx, x[2,3,4,5] */
TIM_TimeBaseInit(GENERAL_TIMx, &TIM_TimeBaseStructure);
/* 清除计数器中断标志位 */
TIM_ClearITPendingBit(GENERAL_TIMx, TIM_IT_Update);
/* 开启计数器中断 */
TIM_ITConfig(GENERAL_TIMx,TIM_IT_Update,ENABLE);
/* 使能计数器: */
TIM_Cmd(GENERAL_TIMx, ENABLE);
}2.时钟中断
时钟中断函数GENERAL_TIMx_NVIC_Configuration(void)，这边是对中断来源以及优先级的配置，前面在Systick中有所介绍，可以看一下之前的连接：STM32（四）：Systick （标准库函数）-CSDN博客
void GENERAL_TIMx_NVIC_Configuration(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
/* 设置中断组为0 */
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);
/* 设置中断来源 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = GENERAL_TIM_IRQ;
/* 设置主优先级为 0 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
/* 设置抢占优先级为3 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;
/*定时器使能 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}但到这里我们的中断配置还没结束！！重点！！易踩坑！！
我们还需要在stm32f10x_it.c的文件里面加上新的中断服务函数 GENERAL_TIM_INT_FUN ()，记得加上头文件，例如：
#include "bsp/GeneralTIM/bsp_GeneralTIM.h"
extern __IO uint16_t timer_count;
void GENERAL_TIM_INT_FUN (void)
{
if ( TIM_GetITStatus(GENERAL_TIMx,TIM_IT_Update) != RESET )
{
timer_count++;
TIM_ClearITPendingBit(GENERAL_TIMx , TIM_IT_Update);
}
}三、实操代码
程序分为3个文件：bsp_GeneralTIM.c、bsp_GeneralTIM.h、main.c
1.bsp_GeneralTIM.c
/* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/
#include "bsp/GeneralTIM/bsp_GeneralTIM.h"
/**
* 函数功能: 通用定时器 TIMx,x[2,3,4,5]中断优先级配置
* 输入参数: 无
* 返 回 值: 无
* 说 明：无
*/
void GENERAL_TIMx_NVIC_Configuration(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
/* 设置中断组为0 */
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);
/* 设置中断来源 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = GENERAL_TIM_IRQ;
/* 设置主优先级为 0 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
/* 设置抢占优先级为3 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;
/*定时器使能 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
void GENERAL_TIMx_Configuration(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
/* 开启TIMx_CLK,x[2,3,4,5],即内部时钟CK_INT=72M */
GENERAL_TIM_APBxClock_FUN(GENERAL_TIM_CLK, ENABLE);
/* 通用定时器 TIMx,x[2,3,4,5]中断优先级配置 */
GENERAL_TIMx_NVIC_Configuration();
/* 自动重装载寄存器周的值(计数值) */
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=1000;
/* 累计 TIM_Period个频率后产生一个更新或者中断
时钟预分频数为71，则驱动计数器的时钟CK_CNT = CK_INT / (71+1)=1M */
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= 71;
/* 时钟分频因子 ，没有用到，不用管 */
//TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
/* 计数器计数模式，基本定时器TIM6和TIM7只能向上计数，没有计数模式的设置，不用管 */
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
/* 重复计数器的值，通用定时器没有，不用管 */
//TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter=0;
/* 初始化定时器TIMx, x[2,3,4,5] */
TIM_TimeBaseInit(GENERAL_TIMx, &TIM_TimeBaseStructure);
/* 清除计数器中断标志位 */
TIM_ClearITPendingBit(GENERAL_TIMx, TIM_IT_Update);
/* 开启计数器中断 */
TIM_ITConfig(GENERAL_TIMx,TIM_IT_Update,ENABLE);
/* 使能计数器: */
TIM_Cmd(GENERAL_TIMx, ENABLE);
}
2.bsp_GeneralTIM.h
#ifndef __GENERAL_TIM_H__
#define __GENERAL_TIM_H__
/* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/
#include <stm32f10x.h>
/* 类型定义 ------------------------------------------------------------------*/
/* 宏定义 --------------------------------------------------------------------*/
/********************通用定时器TIM参数定义，只限TIM2 & TIM3 & TIM4 & TIM5************/
#define GENERAL_TIMx TIM2
#define GENERAL_TIM_APBxClock_FUN RCC_APB1PeriphClockCmd
#define GENERAL_TIM_CLK RCC_APB1Periph_TIM2
#define GENERAL_TIM_IRQ TIM2_IRQn
#define GENERAL_TIM_INT_FUN TIM2_IRQHandler
//#define GENERAL_TIMx TIM3
//#define GENERAL_TIM_APBxClock_FUN RCC_APB1PeriphClockCmd
//#define GENERAL_TIM_CLK RCC_APB1Periph_TIM3
//#define GENERAL_TIM_IRQ TIM3_IRQn
//#define GENERAL_TIM_INT_FUN TIM3_IRQHandler
//#define GENERAL_TIMx TIM4
//#define GENERAL_TIM_APBxClock_FUN RCC_APB1PeriphClockCmd
//#define GENERAL_TIM_CLK RCC_APB1Periph_TIM4
//#define GENERAL_TIM_IRQ TIM4_IRQn
//#define GENERAL_TIM_INT_FUN TIM4_IRQHandler
//#define GENERAL_TIMx TIM5
//#define GENERAL_TIM_APBxClock_FUN RCC_APB1PeriphClockCmd
//#define GENERAL_TIM_CLK RCC_APB1Periph_TIM5
//#define GENERAL_TIM_IRQ TIM5_IRQn
//#define GENERAL_TIM_INT_FUN TIM5_IRQHandler
/* 扩展变量 ------------------------------------------------------------------*/
/* 函数声明 ------------------------------------------------------------------*/
void GENERAL_TIMx_Configuration(void);
#endif /* __GENERAL_TIM_H__ */
3.main.c
/* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/
#include "stm32f10x.h"
#include "bsp/led/bsp_led.h"
#include "bsp/key/bsp_key.h"
#include "bsp/delay/delay.h"
#include "bsp/systick/bsp_SysTick.h"
#include "bsp/GeneralTIM/bsp_GeneralTIM.h"
/* 函数体 --------------------------------------------------------------------*/
__IO uint16_t timer_count=0;
/**
* 函数功能: 主函数.
* 输入参数: 无
* 返 回 值: 无
* 说 明: 无
*/
int main(void)
{
LED_GPIO_Init();
//KEY_GPIO_Init();
// KEY1_EXIT_Config();
// KEY2_EXIT_Config();
// KEY3_EXIT_Config();
/* 初始化系统滴答定时器 */
// SysTick_Init();
/* 通用定时器初始化：1ms中断一次 */
GENERAL_TIMx_Configuration();
while (1)
{
if(timer_count==500)
{
LED1_ON;
LED2_OFF;
LED3_OFF;
}
if(timer_count==1000)
{
LED1_OFF;
LED2_ON;
LED3_OFF;
}
if(timer_count==1500)
{
timer_count=0;
LED1_OFF;
LED2_OFF;
LED3_ON;
}
}
}
四、实验效果
Timer定时器点灯
结束语
本文以STM32VET6为例讲解了用TIMER定时器控制LED灯的交替闪烁的实现方法，并指出其中的易坑点。希望对大家有所帮助！如果还有什么问题，欢迎评论区留言，谢谢！
作者：是覆盖对于变化
