STM32CubeMX学习笔记5-定时器中断

1、定时器简介

        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);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

2. 硬件设计

本实验通过TIM3的中断来控制LED2的亮灭,需要用到的硬件资源

  • LED2和LED3指示灯
  • 定时器TIM3

 3、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。

打开串口中断,波特率设置为115200. 

PB5/PE5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5000-1,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 = 500ms

打开定时器中断并设置优先级:

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。

4、程序编程

在time.c文件中可以看到定时器的初始化

void MX_TIM3_Init(void)
{

  /* USER CODE BEGIN TIM3_Init 0 */

  /* USER CODE END TIM3_Init 0 */

  TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};
  TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};

  /* USER CODE BEGIN TIM3_Init 1 */

  /* USER CODE END TIM3_Init 1 */
  htim3.Instance = TIM3;
  htim3.Init.Prescaler = 7200-1;
  htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
  htim3.Init.Period = 5000-1;

  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();
  }
  /* USER CODE BEGIN TIM3_Init 2 */

  /* USER CODE END TIM3_Init 2 */

}

调用定时器回调函数,在中断中使LED2状态翻转并输出对应信息。

int time=0;
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim){
    if(htim == &htim3){
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOE,GPIO_PIN_5);   //LED1状态每1s翻转一次
	    printf1("time test %d",time++);	
    }
}

在main函数中启动定时器中断 

int main(void){
 /***省略***/
  printf1("STM32F103 TIME test\r\n");
  HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3);        //启动定时器中断模式计数
 
  while (1){
   /***省略***/
  }
}

5、下载验证

可以看到单片机每隔500ms就会输出 time test。

6、参考文献

【STM32】HAL库 STM32CubeMX教程六----定时器中断_hal_tim_irqhandler-优快云博客

### STM32CubeMX 定时器中断 LED 控制配置 #### 使用 HAL 库初始化定时器并设置中断触发条件 为了使能定时器中断,在 `main.c` 文件中的 `HAL_TIM_PeriodElapsedCallback()` 函数可以被重写来处理特定的任务,比如切换LED状态。当定时时间到达时会自动调用此回调函数[^1]。 ```c void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) { /* 检查哪个定时器产生了中断 */ if (htim->Instance == TIM2) { // 切换 LED 状态 HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_5); } } ``` #### CubeMX 工具内的定时器参数设定 启动STM32CubeMX软件后加载目标单片机型号,接着进入“Configuration”标签页下的 “TIMx” 节点(这里的 x 表示具体的定时器编号),勾选 "Enable" 和 "Global Interrupts"[^2]。对于希望达到每毫秒一次的频率更新,调整预分频系数(PSC)以及自动重新装载寄存器(ARR),确保它们满足下列关系: \[ ARR = \frac{f_{clk}}{(PSC + 1)}\times T - 1 \] 其中 \( f_{clk} \) 是定时器输入时钟频率;\( PSC \) 是预分配值;T代表期望的时间间隔,单位为秒;而减去的一表示计数值是从0开始直到最大值再回到零的过程。 #### 初始化代码生成与项目构建 完成上述硬件抽象层(HAL)库选项的选择之后,点击“Project”菜单里的“Generate Code”,这一步骤将会自动生成必要的源文件和头文件用于后续开发工作。编译链接完成后即可下载程序到MCU中测试效果。
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