每节课都是一个项目 手把手用STM32打造联网气象站-5-STM32基础三件套-采用TIM定时器，实现无阻塞LED任意占空比和次数闪烁

本节主要目的是：

1. 通过项目学编程：通过实现一个小小的项目功能，梳理编码思路；

2. 积累代码库：实现的这个小功能，后续可以不断使用并且在多处移植；

1.项目需求：

实现一个LED控制函数，可以控制LED点亮x毫秒，熄灭y毫秒，并重复z次；为了避免阻塞，不能采用任何delay。

2.实现方法1: 采用全局变量来实现

由于不能使用delay函数，我们只能按照上一节提到的方法，将LED分为两种状态：熄灭状态和点亮状态。

在熄灭状态时，设定倒计时时间y，在定时器中自减；自减为0后，点亮LED，并设定倒计时时间x，同样再定时器自减。如此反复z次，即可实现led按照指定占空比和指定次数来闪烁。

2.1 初始化全局变量on_time和off_time

这里必须用全局变量，因为这里的on_time和off_time会分别在led.c it.c和main.c中调用。

• 凡是必须在多个文件中使用的变量，必须采用全局变量。
• 全局变量建议在.c文件中定义，在.h文件中声明。这样需要用到这个全局变量的.c文件，直接通过包含头文件即可使用对应的全局变量。

下面介绍下具体步骤：

 

 第一步：我们首先在led.c中，定义两个全局变量on_time和off_time；注意，这里类型是uint16_t，也就是两个字节长度的变量。另外还需要一个静态全局变量。

• 静态全局变量是指这个全局变量只能在文件内部使用，在文件外部无法使用。
• 不需要外部使用的全局变量，尽量采用静态方式，避免在其他地方被误修改，便于维护；

第二步：写一个函数，配置上面设置的静态全局变量 。

同样为了便于维护，对于静态全局变量，我们一般需要用set或者get函数，设置对应值，或者读取对应数值。

这里led_cnt是静态全局变量，我们必须用set_led_config方式修改。而led_on_time和led_off_time为全局变量，我们可以直接赋初值方式进行修改。

所有的数字都采用宏定义方式，这样便于后续统一修改on_time和off_time

 

需要被其他文件调用的全局变量，放在头文件中进行声明，这样通过查看头文件，就会了解有哪些全局变量需要查看和修改。

 写完这个函数后，不要忘记在头文件中，更新对应的

• 宏定义；
• 外部变量；
• 外部函数；

第三步：在中断处理函数中，对刚才的on_time和off_time进行自减操作；

按照前面的配置，我们每隔1ms进入一次中断，也就是on_time和off_time每隔1ms，会自动减1，一直减到0为止。

 

第四步：在main.c中，增加set_led_config函数的调用，增加led_check函数的调用。

这样，就实现了开机时，设置led闪烁3次，每次闪烁开100ms，熄灭900ms的效果。

 

我们下载下去，发现启动后，LED确实亮了3次，但是还有一个问题：第三次LED点亮后，居然没有熄灭。

注意：我们的教程中，常常会记录这些BUG解决过程，因为在真实的开发过程中，调试和解决BUG往往是开发的必备技能，甚至说是核心技能。

 代码中，在检查led_cnt的地方出了问题： 

1.当led_cnt=1时，这时执行到了led_cnt--的地方，led_cnt会变为0;

2.下一次检查的时候，发现不符合条件(led_cnt>0)，就会直接退出函数，而没有能够再次进入函数，执行led_off()语句。

如何解决这个问题呢？

很简单：在if(led_cnt>0)判断结束后，增加else if(led_cnt==0)，这样就可以在最后，把led熄灭了。

如上面代码，增加一条判断调节，即可解决问题。

 

代码执行结果如上图，每次启动时候，就会LED点亮三次，点亮时间为100ms，熄灭时间为900ms；

 如果现在需求变了，需要点亮200ms，熄灭800ms，怎么办呢？

由于我们坚持采用一切数字都用宏定义的方式，所以直接修改前面定义的宏，就可以完成这个功能变更。

纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行！

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3.实现方法改进: 采用结构体变量实现

在GPIO初始化的第二节，我们讲到，可以跟着ST学编程，沿用ST常用的方式，进行初始化设置。具体可以看下面链接：

每节课都是一个项目 手把手用STM32打造联网气象站-3-STM32基础三件套-掌握GPIO初始化_可志嵌入式的博客-优快云博客

ST常用的初始化方式，我们再复习一下：

1. 创建结构体类型，把对应参数放入结构体类型中；

2. 用这个类型，创建结构体变量；

3. 初始化这个变量，完成参数设置。

这一套方法，在GPIO初始化，TIM初始化，NVIC初始化中，都有反复使用。

这套方法的好处是：通过定义结构体，将GPIO相关参数汇聚在一起，方便根据结构体类型，进行修改，提高代码的内聚性，避免代码松散。

接下来，我们就用类似方法，把LED初始化为结构体，并进行相应参数设置。

先复习一下ST教我们的写法，然后照葫芦画瓢写代码

 

 

 第一步：在头文件中，定义Led_TypeDef；包含了全部LED的全部三个控制参数；

第二步：在.c文件中，用前面定义的结构体类型，定义led_ctl这个参数； c文件中完成定义后，需要在.h文件中进行声明，方便其他文件调用；

第三步：it.c中，对结构体变量进行自减； 

第四步：更新led.c中函数，采用结构体变量来进行计数； 

完成上面步骤之后，采用结构体类型定义的led_ctl就完成了。在其他代码中，如果需要重复使用这个led_ctl，只需要简单包含对应头文件即可。

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 4.采用一个定时器，进行分钟定时

需求描述：在前面一期项目基础上，需要增加功能。

1. 每分钟LED进行闪烁，闪烁占空比为：亮50ms，熄灭200ms；闪烁次数为开机之后度过的分钟数。比如5分钟就会闪烁5次，10分钟就会闪烁10次；
2. 为了避免闪烁次数过多，超出10分钟后，改为按照小时闪烁，闪烁次数为开机后的小时数；
3. 超出10小时候，就不再闪烁了；

根据上面需求，完成代码开发。

4.1需求分析

根据上面需求，我们首先需要实现按照分钟计数，然后还需要实现按照小时计数。其中计数的分钟值和小时值作为参数，传递到set_led_config中。

在主循环中，每到1分钟，我们设定点亮led，完成led闪烁；

当分钟数超出10之后，改为每小时点亮led，完成led闪烁；

完成上面需求分析后，我们还需要掌握一个重要的方法：求余数法。在C语言的宇宙中，常常会通过余数为零，来找到整数倍。例如：一小时为60分钟，我们将分钟数除以60，当余数为0时，就恰好为一小时时间。

4.2分步实现代码

需求梳理完毕，接着分步开始整代码。

 

第一步：在tim.h中，增加SysTimer这个结构体类型定义；同时，定义多个时间标志位；

  第二步：在it.c中，SysCounter自增，当增加到60000毫秒时，设置1分钟标志位；达到60分钟时，设置1小时标志位；

 

第三步：在main.c中，检查SysTickFlags时间标志，根据分钟标志，实现分钟显示；

 

第四步：在main.c中，根据分钟显示，计算小时，并且将小时参数放入led_set_config中，实现小时显示。

根据上面步骤，我们就完美实现了项目需求。

4.3 重用代码

上面代码中，我们有大量可以重复使用的内容，在这里归纳一下：

1.用SysCounter和SysFlag来设置不同计时间隔时间；

2. 用%n==0方式，来取得不同倍数关系；

3. 用&SysTickFlag方式，获取整点标志位，获取之后，需要用SytemTimer.SysFlag&=(~)方式，将标志位清零；

这里需要补充一下C中的知识点：

C中，给x数值的第nbit设置为1，常用方式是：x|=(0x01)<<n；

同样，如果需要把x数值的第nbit设置为0，常用方式是x&=~(0x01)<<n；

上面这两种操作是需要熟练掌握的。

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