基于 STM32 定时器的动态任务调度与函数指针应用

如何使用 STM32 定时器 TIM1 来管理定时任务

在 STM32 中，定时器是一种非常常见的外设，广泛应用于定时控制、PWM 输出、定时任务等场景。本文将展示如何使用 STM32 的定时器 TIM1 来管理定时任务，并通过回调函数实现任务的调度，避免使用传统的延时函数。我们将通过一个简单的例子来说明如何配置定时器、编写任务函数以及如何在 main.c 中调用这些任务。

1. 介绍
   在嵌入式开发中，定时器广泛应用于定时控制、PWM 输出以及事件驱动的编程。使用定时器中断代替延时函数是一种更高效、更精准的编程方法。STM32 提供了强大的定时器功能，能够精确控制时间并触发事件。本文通过 TIM1 定时器和任务函数指针实现一个简单的定时任务调度器。
2. STM32CubeMX 配置 TIM1
   首先，我们需要使用 STM32CubeMX 配置 TIM1 定时器，以便它可以周期性地触发中断。下面是配置步骤：
   在CUBEMX中配置 TIM1
   在 Peripherals 标签页下，找到 TIM1 并点击它。
   在 TIM1 配置窗口中：
   配置 TIM1 为 “Time Base” 模式（也可以选择 PWM 模式，取决于需求）。
   配置 Prescaler 和 Auto-Reload Register (ARR) 以生成合适的时间周期。
   假设你希望每 1 毫秒产生一次中断，可以设置：
   Prescaler = 72 - 1（将 72 MHz 时钟分频为 1 MHz，即每个定时器周期为 1 微秒）。
   ARR = 1000 - 1（定时器每 1 毫秒触发一次中断）。
   启用 TIM1 中断：点击 “NVIC” 按钮，勾选 TIM1 update interrupt。
   配置完成后，点击 Project -> Generate Code。
   选择你使用的 IDE（如 STM32CubeIDE 或 KEIL），点击 Generate。
3. 在 main.c 中使用定时器
   在 main.c 中，我们需要通过定时器的中断回调函数来执行任务。我们会通过一个简单的例子来演示如何使用定时器管理任务。

步骤 1：包含头文件
首先，包含定时器任务相关的头文件 TIMER_TASKS.h，以便我们可以在 main.c 中使用定时器任务函数。

#include "TIMER_TASKS.h"  // 包含定时器任务相关的头文件

步骤 2：定义定时任务
假设我们希望在定时器周期内切换一个 LED 状态，我们可以定义一个 LED_Toggle 函数：

void LED_Toggle(void) {
   
    // 切换 LED 状态
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_0);  // 假设 LED 连接在 GPIOB_PIN_0
}
然后，在 main.c 中设置定时器回调任务为 LED_Toggle：

int main(void) {
   
    HAL_Init();  // 初始化 HAL 库
    
    // 初始化硬件，如 GPIO、定时器等
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();
    MX_TIM1_Init();  // 初始化 TIM1

    // 设置定时器任务
    Timer1_SetTask(LED_Toggle);

    // 启动 TIM1 定时器中断
    HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim1);  // 启动 TIM1 中断
    
    while (1) {
   
        // 主循环代码