三、定时器的 3 大核心应用场景解析
场景 1：替代 Delay 的精准计时（非阻塞延时）
你是否遇到过用Delay_ms()时，程序卡住无法响应按键的情况？这是因为Delay_ms()是阻塞式延时 ，期间 CPU 啥也不能干。而定时器中断能实现非阻塞延时，让 CPU 在等待时去处理其他任务（比如扫描按键）。
实现原理：
- 让定时器每 1ms 触发一次中断，用全局变量
tick记录时间（类似秒表）。 - 需要延时 100ms 时，只需判断
tick的差值是否达到 100，无需死等。
代码示例（TIM2 中断实现 1ms 计时）：
cpp
volatile uint32_t tick = 0; // 全局时间戳（volatile防止被编译器优化）
// 定时器初始化（1ms中断）
void TIM2_Init() {
// 配置时钟分频：72MHz ÷ (71+1) = 1MHz（1μs/计数）
TIM_TimeBaseInitTypeDef timer;
timer.TIM_Prescaler = 71;
timer.TIM_Period = 999; // 计满1000次=1ms
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &timer);
// 开启中断
TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);
NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); // 启动定时器
}
// 中断函数：每1ms触发一次，tick自增
void TIM2_IRQHandler() {
if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update)) {
tick++;
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); // 清除中断标志
}
}
// 自定义非阻塞延时函数
void Delay_MS(uint32_t ms) {
uint32_t start = tick; // 记录开始时间
while ((tick - start) < ms); // 循环直到时间差达到ms
}应用场景：
- 按键消抖：在延时期间检测按键是否持续按下，避免误触发。
- 多任务调度：配合 RTOS，实现任务按优先级分时执行。
场景 2：PWM 调光与电机调速（呼吸灯 / 风扇控制）
PWM（脉冲宽度调制）是定时器的 "招牌功能"，能通过调节波形的 "占空比" 实现模拟量控制。比如：
- 呼吸灯：通过改变 LED 亮灭的时间比例，让人眼感知亮度渐变。
- 电机调速：占空比越大，电机转速越快（需配合驱动电路，如 L298N）。
关键参数：
- 周期：决定波形频率（如 20ms 周期适用于舵机控制）。
- 占空比 ：
占空比 = 高电平时间 / 周期，范围 0%~100%。
代码示例（TIM3 生成 PWM 控制 LED 亮度）：
cpp
// 初始化TIM3（PWM模式，周期1ms）
void PWM_Init() {
// PA6复用为TIM3_CH1（LED接PA6）
GPIO_InitTypeDef gpio;
gpio.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
gpio.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // 复用推挽输出
GPIO_Init(GPIOA, &gpio);
// 配置定时器：72MHz ÷ (71+1) = 1MHz，周期1ms（ARR=999）
TIM_TimeBaseInitTypeDef timer;
timer.TIM_Prescaler = 71;
timer.TIM_Period = 999;
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &timer);
// 配置PWM模式1，初始占空比0%（CCR=0）
TIM_OCInitTypeDef oc;
oc.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
oc.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
oc.TIM_Pulse = 0; // 高电平时间0μs（全灭）
TIM_OC1Init(TIM3, &oc);
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); // 启动定时器
}
// 主函数：呼吸灯效果（占空比0%→100%→0%循环）
int main() {
PWM_Init();
uint16_t duty = 0; // 占空比（0~999）
uint8_t dir = 1; // 1=递增，0=递减
while (1) {
if (dir) duty++; else duty--; // 改变占空比
if (duty == 999 || duty == 0) dir = !dir; // 到达边界反转方向
// 更新占空比（CCR决定高电平时间）
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_1, duty);
HAL_Delay(5); // 延时5ms，控制渐变速度
}
}效果演示：
- 占空比 0% 时 LED 全灭，100% 时全亮，中间值对应不同亮度。
- 可通过修改
HAL_Delay(5)调整呼吸快慢。
场景 3：测量信号频率（输入捕获功能）
想知道传感器输出的方波频率？用定时器的 "输入捕获" 功能！它能记录信号上升沿 / 下降沿的时间差，计算频率。
硬件连接：
- 信号源接 STM32 的定时器输入引脚（如 PA0 对应 TIM2_CH1）。
- 配置引脚为 "浮空输入" 模式，捕获信号跳变。
代码示例（TIM2 测量频率）：
cpp
volatile uint32_t capture1 = 0, capture2 = 0; // 两次捕获值
volatile uint8_t capture_ok = 0; // 捕获完成标志
// 初始化TIM2输入捕获（上升沿触发）
void TIM2_Capture_Init() {
// PA0浮空输入
GPIO_InitTypeDef gpio;
gpio.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
gpio.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA, &gpio);
// 配置输入捕获：捕获TIM2_CH1（PA0）的上升沿
TIM_ICInitTypeDef ic;
ic.TIM_Channel = TIM_Channel_1;
ic.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; // 上升沿触发
ic.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; // 不分频，直接计数
TIM_ICInit(TIM2, &ic);
// 开启捕获中断
TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_CC1, ENABLE);
NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); // 启动定时器
}
// 中断函数：处理两次捕获事件
void TIM2_IRQHandler() {
if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_CC1)) {
if (!capture_ok) {
capture1 = TIM_GetCapture1(TIM2); // 第一次捕获时间
capture_ok = 1;
} else {
capture2 = TIM_GetCapture1(TIM2); // 第二次捕获时间
capture_ok = 0; // 重置标志
}
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC1); // 清除中断标志
}
}
// 计算频率函数
uint32_t Get_Frequency() {
if (capture1 && capture2 && (capture2 > capture1)) {
uint32_t period = capture2 - capture1; // 周期（计数次数）
return 72000000 / period; // 频率=时钟频率/周期
}
return 0; // 未捕获到有效信号
}应用场景：
- 测量红外遥控器信号频率。
- 检测电机编码器脉冲，计算转速。
四、定时器常见问题与避坑指南
- 为什么 PWM 没波形？
- 检查引脚是否复用正确（如 PA6 对应 TIM3_CH1）。
- 确认定时器时钟已使能（
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);）。
- 输入捕获数值乱跳？
- 增加滤波参数（
TIM_ICFilter），过滤高频噪声。 - 确保信号幅度足够（接近 3.3V，避免电平不稳）。
- 增加滤波参数（
- 延时不准？
- 检查预分频值（PSC）和自动重装值（ARR）计算是否正确。
- 避免在中断函数中执行复杂操作，减少中断耗时。
五、从定时器到复杂系统的进阶思路
学会定时器后，可尝试以下组合玩法：
- 多定时器协同：用 TIM2 做延时，TIM3 输出 PWM，实现 "按键调节 LED 亮度 + 定时熄灭"。
- 定时器 + DMA：ADC 采集数据时，用定时器触发 DMA 传输，实现无 CPU 参与的高频采样。
- 高级功能探索：用 TIM1 的死区控制驱动电机，防止短路（需配合 H 桥电路）。
下一篇预告：《STM32 通信实战：USART 串口与蓝牙模块的无缝对接》，教你用手机 APP 控制 STM32 设备
互动思考：你想用定时器做一个什么有趣的项目？比如定时浇花、智能闹钟？留言分享你的创意！ ⏰