单片机外设快速入门（三）——定时器篇

文章目录

• [一. 定时器核心概念](#一. 定时器核心概念)
• 二.基础配置步骤（以TIM2为例）
• 三.定时器进阶使用

一. 定时器核心概念

​定时器类型

​基本定时器（TIM6/TIM7）​：仅支持向上计数，用于简单计时。

​通用定时器（TIM2-TIM5）​：支持PWM、输入捕获、编码器模式。

​高级定时器（TIM1/TIM8）​：带死区控制，适用于电机控制。

​关键参数

​时钟源（Clock Source）​：内部时钟（APB总线）或外部信号。

​预分频器（Prescaler）​：将系统时钟分频后作为定时器时钟。

​自动重载值（AutoReload）​：定义计数器的最大值（决定溢出时间）。

二.基础配置步骤（以TIM2为例）

1. CubeMX配置
   Step 1：启用TIM2定时器，选择时钟源为内部时钟（Internal Clock）。
   Step 2：配置参数：
   Prescaler = 7199（若系统时钟72MHz → 72MHz/(7199+1)=10kHz）
   Counter Mode = Up（向上计数）
   AutoReload = 9999（计数器从0计数到9999）
   溢出时间 = (7199+1)*(9999+1)/72MHz = 1秒
   Step 3：启用中断（NVIC Settings → TIM2 global interrupt）。
   Step 4：生成代码。

// main.c 中启动定时器
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2); // 启动定时器并启用中断

// 定时器中断回调函数（在用户代码区添加）
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) {
    if (htim == &htim2) {
        HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin); // LED每秒翻转一次
    }
}

PWM输出配置（以TIM3_CH1为例）

1. CubeMX配置
   Step 1：启用TIM3，选择通道1为PWM Generation模式。
   Step 2：配置参数：
   Prescaler = 71（72MHz/(71+1) = 1MHz）
   AutoReload = 999（周期 = 1000个时钟 → 1MHz/1000 = 1kHz PWM频率）
   Pulse = 500（占空比 = 500/1000 = 50%）
   Step 3：生成代码。
2. 代码实现

// 启动PWM输出
HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_1);

// 动态修改占空比（例如设置为75%）
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_1, 750); // Pulse值范围：0~999

输入捕获（测量脉冲宽度）

1. CubeMX配置
   Step 1：启用TIM4通道2为Input Capture模式。
   Step 2：配置边沿检测（Rising Edge或Falling Edge）。
   Step 3：启用捕获中断。

// 启动输入捕获
HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim4, TIM_CHANNEL_2);

// 输入捕获回调函数
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) {
    if (htim == &htim4 && htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2) {
        static uint32_t prev_value = 0;
        uint32_t curr_value = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_2);
        uint32_t pulse_width = curr_value - prev_value; // 计算脉冲宽度（单位：定时器时钟周期）
        prev_value = curr_value;
    }
}

三.定时器进阶使用