STM32_HAL：简单定时器的使用

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#stm32 #单片机 #嵌入式 #c++

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0x00.章索引

STM32_HAL：点亮第一个LED

STM32_HAL：按键输入检测

STM32_HAL：简单定时器的使用

0x01.目录

节目录

0x00.章索引
0x01.目录
0x02.背景/声明
0x03.开始前...
0X04.定时器类和它的成员们
0x05.小结
附录

0x02.背景/声明

得益于STM32系列MCU的外设功能丰富、软件驱动库规范与参考资料多等特性，该系列MCU被广泛运用于各种电子/电气设备中，本文所使用的软件驱动库以官方的HAL（硬件抽象层）库为基础，以结构体指针的方式将各种外设功能进行进一步的封装，让程序具有面对对象编程的部分特性。
本文所使用的驱动库均为自行编写，受限于自身的水平，代码中难免会有不规范的地方，各位多指正~

0x03.开始前…

STM32Cube IDE
正点原子战舰V3板（STM32F103ZET6)
ST-Link V2

0X04.定时器类和它的成员们

定时器无疑是单片机的所有外设功能中最为重要的几个功能之一，STM32F1的中容量版本单片机具有4个定时器（1个高级定时器+3个通用定时器），定时器的基本原理可以参考STM32之定时器详解，定时器类主要实现了开启/关闭定时器、设置/读取定时器相关寄存器的值与添加PWM或IC通道等功能，详细的结构体定义如下所示：

typedef struct TIMER_COMMON {
	TIM_HandleTypeDef tim_handle;
	PWM_COMMON pwm_out[4];
	IC_CAP_COMMON ic_cap[4];
	u32 (*GetCNT)(struct TIMER_COMMON *this);
	void (*SetCNT)(struct TIMER_COMMON *this, u32 cnt);
	void (*SetPSC)(struct TIMER_COMMON *this, u32 psc);
	void (*SetARR)(struct TIMER_COMMON *this, u32 arr);
	void (*StartIT)(struct TIMER_COMMON *this);
	void (*StopIT)(struct TIMER_COMMON *this);
	void (*Start)(struct TIMER_COMMON *this);
	void (*Stop)(struct TIMER_COMMON *this);

	void (*AddPWMCh)(struct TIMER_COMMON *this, uint32_t Channel,
			GPIO_TypeDef *port, uint32_t pin);
	void (*AddICAPCh)(struct TIMER_COMMON *this, uint32_t Channel,
			GPIO_TypeDef *port, uint32_t pin);
} TIMER_COMMON;

定义了结构体之后，还需要实现该“类”的“构造函数”（也就是对该结构体进行初始化）：

TIMER_COMMON* new_TIMER(struct TIMER_COMMON *this, TIM_TypeDef *tim, u8 mode,
		u32 psc, u32 arr) {
	TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = { 0 };
	TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = { 0 };
	this = (struct TIMER_COMMON*) calloc(1, sizeof(struct TIMER_COMMON));
	this->tim_handle.Instance = tim;
	this->tim_handle.Init.Prescaler = psc;
	this->tim_handle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
	this->tim_handle.Init.Period = arr;
	this->tim_handle.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
	this->tim_handle.Init.RepetitionCounter = 0;
	this->tim_handle.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;

	if (HAL_TIM_Base_Init(&this->tim_handle) != HAL_OK) {
		Error_Handler();
	}
	sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;
	if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&this->tim_handle, &sClockSourceConfig)
			!= HAL_OK) {
		Error_Handler();
	}
	if (mode == PWM_MODE) {
		if (HAL_TIM_PWM_Init(&this->tim_handle) != HAL_OK) {
			Error_Handler();
		}
	} else if (mode == IC_CAPTURE_MODE) {
		if (HAL_TIM_IC_Init(&this->tim_handle) != HAL_OK) {
			Error_Handler();
		}
	}
	sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
	sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
	if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&this->tim_handle, &sMasterConfig)
			!= HAL_OK) {
		Error_Handler();
	}
	this->StopIT = TIM_StopIT;
	this->StartIT = TIM_StartIT;
	this->Stop = TIM_Stop;
	this->Start = TIM_Start;
	this->GetCNT = TIM_Get_CNT;
	this->SetCNT = TIM_Set_CNT;
	this->SetARR = TIM_Set_ARR;
	this->SetPSC = TIM_Set_PSC;
	this->AddPWMCh = new_TIM_PWM_Channel;
	this->AddICAPCh = new_TIM_IC_CAPTURE_Channel;
	return this;
}

本文所描述的例程使用定时器的定时功能，实现频率为2Hz的LED翻转与串口输出，编程的逻辑与使用传统的STD/HAL库类似，首先计算出输出2Hz频率的psc 分频值与arr 自动重装载值的参数，并使用相应的new函数进行初始化：

    tim1_up = new_TIMER(tim1_up, TIM1,BASE_MODE, 7199, 4999);						//定时器初始化
	tim1_up->StartIT(tim1_up);

在配置好定时器后，定时器以2Hz的频率进入定时器溢出回调函数，在定时器中断函数中立起标志位：

void TIM1_UP_IRQHandler(void) {
	HAL_TIM_IRQHandler(&tim1_up->tim_handle);
}
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) {
	if (htim->Instance == TIM1) {
		time_up = 1;
	}
}

在main函数中，实例化LED与UART对象，并根据定时器的标志位进行LED的闪烁与UART串口发送：

int main(void)
{
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    GPIO_COMMON *led=NULL;
    led=new_Gpio(led, GPIOB, GPIO_PIN_5, GPIO_MODE_OUTPUT_PP, GPIO_NOPULL, GPIO_SPEED_FREQ_HIGH);

    while (1)
    {
        led->TogglePin(led);
        HAL_Delay(500);
    }
}