STM32的定时器

许有杨2025-05-05 23:25

定时器的介绍

介绍： STM32F103C8T6微控制器内部集成了多种类型的定时器，这些定时器在嵌入式系统中扮演着重要角色，用于计时、延时、事件触发以及PWM****波形生成、脉冲捕获等应用。

*几种定时器（STM32F103系列）：

|--------------------------------------------------------------------------------------------------------------|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|------------------------|---------------------|
| 高级定时器（1） | 通用定时器（3） | 看门口（2） | 滴答定时器（1） |
| TIM1: * 1个16位带死区控制和紧急刹车，用于电机 控制的PWM高级控制定时器。 * 不仅具备基本的定时中断功能，还拥有内外时钟源选择、输入捕获、输出比较、编码器接口以及主从触发模式等多种功能。 | TIM2、TIM3和TIM4： * 3个16位定时器，每个定时器有多达4个用于输入捕获/输出比较/PWM或脉冲计数的通道和增量编码器输入。 * 这些是通用定时器，同样具有定时功能，但在功能上与高级定时器有所区别。 * 通用定时器通常用于实现一些基本的定时任务，如LED闪烁、脉冲宽度测量等。 | 2 个看门狗定时器 ( 独立的和窗口型的 ) | 系统时间定时器： 24 位自减型计数器 |
[7个定时器]

定时器的工作原理

定时器的核心：计数器
每个定时器都由一个16****位计数器 、预分频器 和自动重装寄存器的时基单元 组成。预分频器可以对时钟进行分频，计数器则对预分频后的时钟进行计数。当计数器的值达到设定值时，会触发中断，从而执行相应的定时任务。

注意事项：设置预分频器系数（PSC）和自动重装值(ARR)

  • 代码PSC写 0，实际：分频系数是1（不分频）；PSC写1，分频系数是2（2分频）；
  • 代码ARR写65536-1，实际是2^16 = 65536。

三种定时器的介绍

|-------------------|-------------------------|----------|-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 类型 | 编号 | 总线 | 功能 |
| 高级定时器（本章先不介绍） | TIM1、TIM8 | APB2 | 拥有通用定时器全部功能 ，并额外具有重复计数器、死区生 **成、互补输出、刹车输入（三项无刷电机的特供：foc）**等功能；-------三种计数模式。 |
| 通用定时器 | TIM2、TIM3、TIM4、TIM5 | APB1 | 拥有基本定时器全部功能，并额外具有 内外时钟源选择 、 输入捕获、输出比较 、 PWM 或 脉冲计数的通道 、 编码器接口、主从触发模式等功能；------三种计数模式。 |
| 基本定时器（这个芯没有） | TIM6、TIM7 | APB1 | （时基）拥有定时中断、主模式触发 DAC（绕过CPU） 的功能。------只支持向上计数。 |

  • 定时器都是72MHz

定时器的框图

（参考手册中）

  • 基本定时器
  • 通用定时器
  • 简图：
  • 高级定时器：
  • 通用定时器时钟的来源

简图：

框图：

定时器的计数模式

|----------|-----------------------|-------------------|
| 计数模式 | 计数器溢出值 | 计数器重装值 |
| 向上计数 | CNT = ARR | CNT = 0 |
| 向下计数 | CNT = 0 | CNT = ARR |
| 中心对齐计数 | CNT = ARR - 1 CNT = 1 | CNT = ARR CNT = 0 |

定时器溢出时间

说明：

Tout： 定时器溢出时间；**Ft：**定时器的时钟源频率；

ARR **：**自动重装载寄存器的值；PSC **：**预分频器寄存器的值。

**举例：**要定时500ms，PSC、ARR、Ft的值是多少？

答：PSC = 7199，ARR = 4999，Ft = 72M。

（当频率大时，记一个数的时间短，ARR的值会变大；当频率小时，记一个数的时间短，ARR的值小）。

定时器寄存器

时基单元寄存器

  • 预分频寄存器（ TIMx_PSC）-16位
  • 自动重装载寄存器（ TIMx_ARR）-16位
  • DMA/中断使能寄存器 （TIMx_DIER）

第 0 位， 该位是更新中断允许位， 当定时器的更新中断，该位要设置为 1，来允许由于更新事件所产生的中断。

  • 状态寄存器（ TIMx_SR）

该寄存器用来标记当前与定时器相关的各种事件/中断是否发生。

输入捕获/输出比较寄存器

  • 捕获/比较寄存器（ TIMx_CCR1~4）

该寄存器用来存储捕获发生时， TIMx_CNT的值 ，我们从 TIMx_CCR1 就可以读出通道 1 捕获发生时刻的 TIMx_CNT 值，通过两次捕获（一次上升沿捕获，一次下降沿捕获）的差值，就可以计算出高电平脉冲的宽度。

捕获/比较模式寄存器（ TIMx_CCMRx）

  • TIMx_CCMR1（模式寄存器1）：控制通道1和通道2

TIMx_CCMR1 是针对 2 个通道的配置，低八位[7:0]用于捕获 / 比较通道 1 的控制，而高八位[15:8]则用于捕获 / 比较通道 2的控制。

  • TIMx_CCMR2（模式寄存器2）：控制通道3和通道4

四个通道的模式寄存器一样，重点介绍 TIMx_CMMR1 的[7:0]位：

输入捕获

输出比较

捕获/比较使能寄存器（ TIMx_CCER）

  • TIMx_CCER（捕获/比较使能寄存器）

定时器中断实验配置步骤

定时器中断的函数

中断服务公共函数

更新中断的回调函数

其他中断回调函数

设置PSC值的函数：

设置/读取 ARR值的函数 ：

小实验：定时器中断点灯

**实验目的：**使用定时器TIM2进行中断点灯，500msLED灯翻转一次。

**硬件清单：**上官二号、ST-Link。

  • timer.c文件代码
cs 复制代码 
#include "timer.h"
#include "led.h"

TIM_HandleTypeDef time_hander = {0};     //定义一个全局结构体变量，结构体成员附一个默认值0。
                                         //时基单元初始化函数和中断公共回调函数中使用。
//定时器的时基单元初始化函数
void timer_base_init(uint16_t psc ,uint16_t arr){
    
    time_hander.Instance = TIM2;
    time_hander.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;  //设置的是影子寄存器，是否自动重装载。
    time_hander.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
    time_hander.Init.Prescaler = psc;
    time_hander.Init.Period = arr;
    HAL_TIM_Base_Init(&time_hander);
    
    HAL_TIM_Base_Start_IT(&time_hander);  //打开时钟和使能中断
    
}
//msp函数:初始化MCU相关的硬件，例如：GPIO,NVIC,CLOCK
void HAL_TIM_Base_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim){  //这个函数在HAL_TIM_Base_Init()中调用
    if(htim->Instance == TIM2){                      //先判断这个是不是TIM2定时器占用。
        __HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();
        HAL_NVIC_SetPriority(TIM2_IRQn,2,2);
        HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);
    } 
}
//中断服务函数
void TIM2_IRQHandler(void){
    //中断公共处理的函数
    HAL_TIM_IRQHandler(&time_hander);
}
//更新中断回调函数
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim){  //据饼
    if(htim->Instance == TIM2){                     //判断这个回调函数是否被其他定时器占用。
       led1_toggle();
    } 
}
  • time.h文件代码：
cs 复制代码 
#ifndef __TIMER_H__
#define __TIMER_H__

#include "stm32f1xx.h"

void timer_base_init(uint16_t psc ,uint16_t arr);

#endif
  • main.c文件代码
cs 复制代码 
#include "sys.h"
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "timer.h"

int main(void)
{
    HAL_Init();                         /* 初始化HAL库 */
    stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);     /* 设置时钟, 72Mhz */
    led_init();                         /* LED初始化 */
    timer_base_init(7200-1,5000-1);     //500ms产生一次中断
 
    while(1)
    {    
    }
}

输出比较

简介

输出比较可以通过比较定时计数器的值 CNT 与设定的比较值 CCR，可以控制输出引脚的电平状态（置高或置低），从而实现生成一定频率和占空比的PWM****波形。

简图：

框图（参考手册） ：

PWM模式：

PWM介绍

定义： PWM波形（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制波形）是一种占空比可变的脉冲波形。 这种调制方式通过**改变脉冲的宽度来控制电路中的信号强度和频率。**具体来说，PWM波形中的高电平持续时间和低电平持续时间可以根据需要进行调整，从而实现对模拟信号电平的数字编码。

应用： PWM波形在各种领域都有广泛的应用，包括电源管理、电机控制、**LED 亮度调节等。此外，生成PWM波形的方法有多种，例如使用波形发生器、单片机或可编程逻辑器件**等。

相关参数：

**频率：**1/Ts（定时器计数溢出的时间）；

**占空比：**Ton / Ts（高电平占整个周期的比例，单位%）；

**分辨率：**占空比变化步距。例：占空比50%，51%；分辨率：1%。分辨率越低对硬件的要求越高。

PWM相关的函数

宏函数： 修改CRR寄存器的值

输出比较的引脚

  • TIM1_CHx（x:1、2、3、4）
  • TIM2_CHx（x:1、2、3、4）
  • TIM3_CHx（x:1、2、3、4）
  • TIM4_CHx（x:1、2、3、4）

定时器输出PWM波配置步骤

根据上面简图配置：

小实验：呼吸灯实验

实验目的： 使用 定时器4 通道3（看引脚定义表：PB8引脚） 生成 PWM 波控制 LED1，实现呼吸灯效果。

  • **频率：**2kHz。根据定时器溢出时间计算：PSC=71，ARR=499。

**硬件清单：**开发板、ST-Link。

  • pwm.c文件代码
cs 复制代码 
#include "pwm.h"

TIM_HandleTypeDef pwm_handle = {0};
void pwm_init(uint16_t psc,uint16_t arr){
     
    pwm_handle.Instance = TIM4;
    pwm_handle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
    pwm_handle.Init.Period = arr;
    pwm_handle.Init.Prescaler = psc;
    pwm_handle.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
    HAL_TIM_PWM_Init(&pwm_handle);
    
    //pwm模式和crr寄存器设置
    TIM_OC_InitTypeDef tim_oc_initstruct = {0};
    tim_oc_initstruct.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;          //pwm的模式
    tim_oc_initstruct.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_LOW;   //高电平有效还是低电平；led灯是低电平点亮，故低电平有效
    tim_oc_initstruct.Pulse = arr/2;                     //占空比CCR的值，这里随便填，后面crr修改函数
    HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&pwm_handle,&tim_oc_initstruct,TIM_CHANNEL_3);
    //使能输出，启动计时器
    HAL_TIM_PWM_Start(&pwm_handle,TIM_CHANNEL_3);
}
//初始化msp函数
void HAL_TIM_PWM_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim){
    if(htim ->Instance == TIM4){                          //判断这个函数是否被定时器4占用
      
        __HAL_RCC_TIM4_CLK_ENABLE();                      //打开定时器4的时钟
      __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();                       //打开GPIO口的时钟
      
      GPIO_InitTypeDef gpio_initstruct;
        gpio_initstruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;            //复用推挽输出，看GPIO口定义表
        gpio_initstruct.Pin = GPIO_PIN_8;
        gpio_initstruct.Pull = GPIO_PULLUP;
        gpio_initstruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
      HAL_GPIO_Init(GPIOB,&gpio_initstruct);
    }
}
//修改crr的值的函数
void pwm_cmpare_set(uint16_t value){
    __HAL_TIM_SET_COMPARE(&pwm_handle,TIM_CHANNEL_3,value);
}
  • pwm.h文件代码
cs 复制代码 
#ifndef __PWM_H__
#define __PWM_H__
#include "stm32f1xx.h"

void pwm_init(uint16_t psc,uint16_t arr);
void pwm_cmpare_set(uint16_t value);

#endif

main.c文件代码

cs 复制代码 
#include "sys.h"
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "pwm.h"

int main(void)
{
    HAL_Init();                         /* 初始化HAL库 */
    stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);     /* 设置时钟, 72Mhz */
    led_init();                         /* LED初始化 */
    pwm_init(72-1,500-1);
    
    //在while函数中不停的修改CRR的值，来实现占空比不断改变
    while(1)
    { 
        for(uint16_t i = 0;i<300;i++){
            pwm_cmpare_set(i);
            delay_ms(5);
        }
        for(uint16_t i = 0;i<300;i++){
            pwm_cmpare_set(300-i);
            delay_ms(5);
        }
    }
}

写这个代码遇到的问题：

  • 调用函数时要注意：DeInit函数和init函数。
  • 根据引脚定义表，输出比较口对应哪一个GPIO口。
  • 关于外设GPIO口的配置：（参考手册110）

输入捕获

简介

输入捕获模式可以用来 测量脉冲宽度 或者 测量频率。STM32 的定时器，除了 TIM6 和 TIM7，其他定时器都有输入捕获功能。 STM32 的输入捕获，简单的说就是通过检测 TIMx_CHx 上的边沿信号，在边沿信号发生跳变（比如上升沿/下降沿）的时候，将当前定时器的值（TIMx_CNT）存放到对应的通道的捕获/比较寄存器（TIMx_CCRx）里面，完成一次捕获。同时还可以配置捕获时是否触发中断/DMA 等。

框图：（参考手册253）

输入捕获引脚

  • 和上面输出比较的引脚相同，参考上面输出比较引脚

输入捕获相关函数

在输入捕获的时基单元里的定时器的使能更新中断的函数：

捕获回调函数：

读取输入捕获中CCR的值：

清除/设置 捕获的通道极性：

关闭定时器：

设置计数器的值 ：

获取计数器的值：

定时器输入捕获实验步骤配置

小实验：测量按键按下的时长（测量脉冲宽度）

实验目的： 使用定时器 2****通道 2 （PA1） 来捕获 按键 2 （PA1）按下时间，并通过串口打印。

  • 计一个数的时间:1us，PSC=71，ARR=65535
  • 下降沿捕获、输入通道 2****映射在 TI2 上、不分频、不滤波。

**硬件清单：**开发板、ST-Link、USB转TTL

思路：

输入捕获回调函数中的流程图：

拓展：串口打印功能

  • 利用串口调试助手：
  • 引脚接线：

|-------------|--------------------|
| USB转TTL | 开发板(型号不同，引脚不同) |
| TXD | RX1(PA10) |
| RXD | TX1(PA9) |
| GND | GND |

  • 相关代码和配置：

注意事项：

  • 代码中的波特率要和串口助手中的波特率设置的相同，例如：9600 或 115200；
  • 上述代码中设置错了！！！

实验1：捕获一次下降沿

  • ic.c代码文件
cs 复制代码 
#include "ic.h"
#include "stdio.h"

TIM_HandleTypeDef ic_handle = {0};
//初始化时基单元
void ic_init(uint16_t psc,uint16_t arr){
    ic_handle.Instance = TIM2;
    ic_handle.Init.Period = arr;
    ic_handle.Init.Prescaler = psc;
    ic_handle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
    HAL_TIM_IC_Init(&ic_handle);
     //输入通道的配置
    TIM_IC_InitTypeDef ic_initstruct = {0};
    ic_initstruct.ICFilter = 0;                        //滤波
    ic_initstruct.ICPolarity = TIM_ICPOLARITY_FALLING;   //输入极性的判断
    ic_initstruct.ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;          //分频系数：这里不分频
    ic_initstruct.ICSelection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;  //输入通道选择，还有TRC输入口
    HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&ic_handle,&ic_initstruct,TIM_CHANNEL_2);
    
    //打开计数器，是能更新中断，输入捕获中断
    __HAL_TIM_ENABLE_IT(&ic_handle,TIM_IT_UPDATE);
    HAL_TIM_IC_Start_IT(&ic_handle,TIM_CHANNEL_2);
}

//初始化msp函数
void HAL_TIM_IC_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim){
    if(htim->Instance == TIM2){
    //打开时钟
    __HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    //初始化GPIO口
    
    GPIO_InitTypeDef gpio_initstruct;
    gpio_initstruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
    gpio_initstruct.Pin = GPIO_PIN_1;
    gpio_initstruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    gpio_initstruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA,&gpio_initstruct);
    //初始化NVIC
    HAL_NVIC_SetPriority(TIM2_IRQn,2,2);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);
    }
}

//中断服务函数
void TIM2_IRQHandler(void){
    HAL_TIM_IRQHandler(&ic_handle);
}
//捕获中断的回调函数
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim){ 
    printf("下降沿触发\n");
}
  • ic.h文件代码
cs 复制代码 
#ifndef __IC_H__
#define __IC_H__
#include "stm32f1xx.h"

void ic_init(uint16_t psc,uint16_t arr);

#endif
  • main.c文件代码
cs 复制代码 
#include "sys.h"
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "uart1.h"
#include "ic.h"


int main(void)
{
    HAL_Init();                         /* 初始化HAL库 */
    stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);     /* 设置时钟, 72Mhz */
    led_init();                         /* LED初始化 */
    uart1_init(115200);                  //初始化串口。设置波特率115200
    printf("hello,world!!!\n");          //打印到串口助手
    ic_init(72-1,65536-1);                //设置中断溢出时长
    
    while(1)
    { 
        led1_on();
        led2_off();
        delay_ms(500);
        led1_off();
        led2_on();
        delay_ms(500);
    }
}

实验2：捕获一次完整的按键，并打印出按键按下的时长

  • ic.h文件代码
  • 根据上面流程图，写捕获中断的回调函数
cs 复制代码 
#include "ic.h"
#include "stdio.h"
#include "string.h"

struct {
    uint8_t falling_flag;
    uint8_t success_flag;
    uint16_t timeout_cnt;
}capture_status = {0};

uint16_t time_cnt = 0;

TIM_HandleTypeDef ic_handle = {0};
//初始化时基单元
void ic_init(uint16_t psc,uint16_t arr){
    ic_handle.Instance = TIM2;
    ic_handle.Init.Period = arr;
    ic_handle.Init.Prescaler = psc;
    ic_handle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
    HAL_TIM_IC_Init(&ic_handle);
     //输入通道的配置
    TIM_IC_InitTypeDef ic_initstruct = {0};
    ic_initstruct.ICFilter = 0;                        //滤波
    ic_initstruct.ICPolarity = TIM_ICPOLARITY_FALLING;   //输入极性的判断
    ic_initstruct.ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;          //分频系数：这里不分频
    ic_initstruct.ICSelection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;  //输入通道选择，还有TRC输入口
    HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&ic_handle,&ic_initstruct,TIM_CHANNEL_2);
    
    //打开计数器，是能更新中断，输入捕获中断
    __HAL_TIM_ENABLE_IT(&ic_handle,TIM_IT_UPDATE);   //使能更新中断
    HAL_TIM_IC_Start_IT(&ic_handle,TIM_CHANNEL_2);   //打开计时器，并使能捕获中断
}

//初始化msp函数
void HAL_TIM_IC_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim){
    if(htim->Instance == TIM2){
    //打开时钟
    __HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    //初始化GPIO口
    
    GPIO_InitTypeDef gpio_initstruct;
    gpio_initstruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
    gpio_initstruct.Pin = GPIO_PIN_1;
    gpio_initstruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    gpio_initstruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA,&gpio_initstruct);
    //初始化NVIC
    HAL_NVIC_SetPriority(TIM2_IRQn,2,2);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);
    }
}

//中断服务函数
void TIM2_IRQHandler(void){
    HAL_TIM_IRQHandler(&ic_handle);
}
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim){
//    printf("下降沿触发\n");
    if(capture_status.success_flag == 0){
        if(capture_status.falling_flag == 1){
            printf("上升沿捕获\n");
            capture_status.success_flag =1;
            time_cnt = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&ic_handle,TIM_CHANNEL_2)；//获取计数器的值
            TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&ic_handle,TIM_CHANNEL_2);        //清除捕获通道
            TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&ic_handle,TIM_CHANNEL_2,TIM_ICPOLARITY_FALLING);  
                                                                     //设置为下降沿捕获
             
        }else{
            printf("下降沿捕获\n");
            capture_status.falling_flag = 1;
            capture_status.timeout_cnt = 0;
            __HAL_TIM_DISABLE(&ic_handle);
            __HAL_TIM_SetCounter(&ic_handle,0);                        //计数器的值清零
            TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&ic_handle,TIM_CHANNEL_2);       //清除通道设置
            TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&ic_handle,TIM_CHANNEL_2,TIM_ICPOLARITY_RISING);  
                                                                    //设置为上升沿捕获
             __HAL_TIM_ENABLE(&ic_handle);
        }
    }
}
//定时器定时中断的回调函数
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim){
    if(htim ->Instance == TIM2){
        //判断是否完成按键
        if(capture_status.falling_flag == 1)        //判断是否捕获到下降沿
            capture_status.timeout_cnt ++;   
    }
}

//定义一个函数，打印按键按下的时间
void pressed_time_get(void){
    if(capture_status.success_flag == 1){
        printf("按下时间：%lf s \n",((double)capture_status.timeout_cnt*65536+time_cnt)/1000000);
        memset(&capture_status,0,sizeof(capture_status));
    }
    
}
  • ic.h文件代码
cs 复制代码 
#ifndef __IC_H__
#define __IC_H__
#include "stm32f1xx.h"

void ic_init(uint16_t psc,uint16_t arr);
void pressed_time_get(void);
#endif
  • main.c文件代码
cs 复制代码 
#include "sys.h"
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "uart1.h"
#include "ic.h"


int main(void)
{
    HAL_Init();                         /* 初始化HAL库 */
    stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);     /* 设置时钟, 72Mhz */
    led_init();                         /* LED初始化 */
    uart1_init(115200);
    printf("hello,world!!!\n");
    ic_init(72-1,65536-1);
      
    while(1)
    { 
      pressed_time_get();
    }
}

要解决的问题：

  • 结构体中声明多个标志位。
  • 用到的函数。
  • 为什么要写到while函数中。

脉冲计数

简介

脉冲计数相关的函数

初始化函数

打开捕获定时器

定时器从模式的配置：通道、滤波、边沿捕获、映射

获取CNT的值

脉冲计数实验步骤配置

根据上面的框图：

小实验： 脉冲计数实验 （测量频率）

实验目的： 将定时器 2****通道 2 输入(PA1) 的低电平 脉冲（按下按键2 PA1）作为定时器 2 的时钟，并通过串口打印脉冲数。

  • PSC=1-1，ARR=65536-1
  • 外部时钟模式1、触发选择：下降沿触发、不分频、不滤波

**实验清单：**开发板、ST-Link、USB转TTL

实验思路：

  1. 初始化时基单元；
  2. 配置输入通道，从模式：时钟模式1；
  3. msp函数初始化GPIO口、CLOCK、NVIC;
  4. 打开计数器；
  5. 获取计数器的值并进行打印。
  • counter.c文件代码
cs 复制代码 
#include "counter.h"
#include "stdio.h"

TIM_HandleTypeDef counter_handle = {0};

void counter_init(uint16_t psc,uint16_t arr){
    //初始化时基单元
    counter_handle.Instance = TIM2;
    counter_handle.Init.Prescaler = psc;
    counter_handle.Init.Period = arr;
    counter_handle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
    counter_handle.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
    
    HAL_TIM_IC_Init(&counter_handle);
    
    //配置输入通道（从模式）
    TIM_SlaveConfigTypeDef counter_initstruct;
    counter_initstruct.TriggerFilter = 0;                               //滤波器
    counter_initstruct.TriggerPolarity = TIM_TRIGGERPOLARITY_FALLING;   //极性的选择：上升沿或下降沿
    counter_initstruct.SlaveMode = TIM_SLAVEMODE_EXTERNAL1;             //从模式的选择
    counter_initstruct.InputTrigger = TIM_TS_TI2FP2;                    //输入的通道。
    counter_initstruct.TriggerPrescaler =  TIM_TRIGGERPRESCALER_DIV1;   //分频：这里用不到
    HAL_TIM_SlaveConfigSynchro(&counter_handle,&counter_initstruct);
    
//使能中断和打开时钟
    HAL_TIM_IC_Start(&counter_handle,TIM_CHANNEL_2);
}

//msp配置mcu外设
void HAL_TIM_IC_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim){   //这是个公用的函数，用的时候要进行判断是否被占用
    if(htim->Instance == TIM2){
        //打开时钟
        __HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();
        __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
        //初始化GPIO口
        GPIO_InitTypeDef gpio_initstruct;
        gpio_initstruct.Pin = GPIO_PIN_1;
        gpio_initstruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
        gpio_initstruct.Pull = GPIO_NOPULL;
        gpio_initstruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
        HAL_GPIO_Init(GPIOA,&gpio_initstruct);
    }
}

//获取计数器的值
uint16_t Ncounter_num = 0;
uint16_t Ocounter_num = 0;
void counter_get(void){
    Ncounter_num = __HAL_TIM_GetCounter(&counter_handle);
//避免在while循环中一直打印计数器的值，设置打印的条件：计数器的值是否发生变化。
    if(Ncounter_num != Ocounter_num){
      printf("计数器的值：%d\n",Ncounter_num);
      Ocounter_num = Ncounter_num;
    }
}
  • counter.h文件代码
cs 复制代码 
#ifndef __COUNTER_H__
#define __COUNTER_H__

#include "stm32f1xx.h"
void counter_init(uint16_t psc,uint16_t arr);
void counter_get(void);
#endif
  • main.c文件代码
cs 复制代码 
#include "sys.h"
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "uart1.h"
#include "counter.h"

int main(void)
{
    HAL_Init();                         /* 初始化HAL库 */
    stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);     /* 设置时钟, 72Mhz */
    led_init();                         /* LED初始化 */
    uart1_init(115200);
    printf("hello,world!!!\n");
    counter_init(1-1,65536-1);
    
    while(1)
    { 
        counter_get();
    }
}
  • 结果：

遇到的问题和注意事项：

  • main.c文件中的波特率要和串口助手的波特率相同。
  • 在counter.c文件中声明函数获取计数器的值时，要进行条件编译，不然会在主函数while循环中，一直打印。 （给打印函数一个条件）
  • 要使能输入和打开计数器。这个函数没有捕获中断。
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