STM32CubeIDE(CUBE-MX hal库)----定时器-编程知识

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前言
一、定时器
二、使用步骤
三、HAL库实验代码
三、标准库代码

前言

STM32定时器是一种多功能外设，可以为嵌入式系统提供各种定时和计数功能。通过合理配置，它可以适应各种应用场景，提供精准的定时和计数功能，使嵌入式系统更加灵活和可控。

一、定时器

功能：定时、捕获脉冲、计算PWM占空比、输出PWM波形、编码器计数。
如何进行计数：如果时钟输入频率是72MHZ，则计数器计数到72000000用了一秒钟。但是计数器寄存器的位数16bit只能计数65536/72000000次/秒=0.0009秒。所以需要一个预分频器（顾名思义是将频率进行降低计算公式频率/（分频数+1）不分频就设为0）也是一个16位的寄存器，可进行65536次分频。则定时器最多可定时65536×65536/72000000=59.65s

二、使用步骤

设置串口一用于打印调试信息
在这里插入图片描述
打开串口中断

将高速外部时钟源设为晶振可以提高定时精度

时钟设置

定时器设置
在这里插入图片描述
定时器参数设置,下面的设置实现了1s的定时，如果想要0.5s的定时则将分频系数设为7199，计数值设为4999。计算过程72000000/（7199+1）/（4999+1）=2Hz 赫兹（Hz）是频率的单位，表示每秒的周期数。要将赫兹转换为秒 1/2=0.5s

在这里插入图片描述
定时器中断设置

三、HAL库实验代码

实验一：观察计数器的数值是如何变化的，只需要在已有的代码中加入以下代码头文件包含

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include <string.h>
#include <string.h>
/* USER CODE END Includes */

  /* USER CODE BEGIN 2 */HAL_TIM_Base_Start(&htim4);int counter=0;char message[20];/* USER CODE END 2 */

int main(void)
{/* USER CODE BEGIN 1 *//* USER CODE END 1 *//* MCU Configuration--------------------------------------------------------*//* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */HAL_Init();/* USER CODE BEGIN Init *//* USER CODE END Init *//* Configure the system clock */SystemClock_Config();/* USER CODE BEGIN SysInit *//* USER CODE END SysInit *//* Initialize all configured peripherals */MX_GPIO_Init();MX_TIM4_Init();MX_USART1_UART_Init();/* USER CODE BEGIN 2 */HAL_TIM_Base_Start(&htim4);int counter=0;char message[20];/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */counter=__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim4);//获取计数�?sprintf(message,"counter: %d",counter);HAL_UART_Transmit_IT(&huart1, (uint8_t *)message, sizeof(message));HAL_Delay(99);//延时100ms}/* USER CODE END 3 */
}

__HAL_TIM_SET_COUNTER 设置计数器的值
__HAL_TIM_GET_COUNTER 获取计数器的值
__HAL_TIM_SET_AUTORELOAD 设置重装载计数器的值
__HAL_TIM_GET_AUTORELOAD 获取重装载计数器的值
__HAL_TIM_SET_PRESCALER 设置预分频器的值

实验现象
在这里插入图片描述

实验二：利用定时器中断实现计时功能，通过重写HAL_TIM_PeriodElapsedCallback函数，实现每隔1s触发一次中断，num自增一向串口助手传num的值。

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) 函数是在使用STM32的HAL（Hardware Abstraction Layer）库时，用于处理定时器（TIM）定时周期到达事件的回调函数。该函数在定时器的中断服务子程序（ISR）中被调用，用于用户定义的处理。

参数 TIM_HandleTypeDef *htim 是一个指向定时器处理结构体的指针，其中包含了有关定时器的信息，如定时器的基地址、计数器值、定时器配置等。

uint8_t num=0;
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if(htim==&htim4){num++;HAL_UART_Transmit_IT(&huart1, &num, 1);}}

实验现象
在这里插入图片描述

三、标准库代码

定时器初始化

void Timer_Init(void)
{//开启时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);//选择时基单元的时钟 选择内部时钟  默认使用内部时钟可以不写TIM_InternalClockConfig(TIM4);//配置时基单元TIM_TimeBaseInitTypeDef TimeBaseInitStructure;TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//时钟分频 不进行分频TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//计数方式  向上计数TimeBaseInitStructure.TIM_Period=10000-1 ; //自动重装载的值TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=7200-1;//预分频系数TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0;//重复计数器高级定时器里面才有TIM_TimeBaseInit(TIM4,&TimeBaseInitStructure);//时基初始化TIM_ITConfig(TIM4,TIM_IT_Update,ENABLE);//使能定时器中断NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn;  //TIM3中断NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;  //先占优先级2级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;  //从优先级1级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  //初始化NVIC寄存器TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);//开启定时器}

中断服务函数

void EXTI4_IRQHandler(void)
{if(TIM_GetITStatus(TIM4,TIM_IT_Update)==SET) //检查定时器中断标志位是否置位{num++;TIM_ClearITPendingBit(TIM4,TIM_IT_Update);}
}

hal库和标准库函数对比

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)--------->void EXTI4_IRQHandler(void)(标准库)
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_Base_Start_IT(TIM_HandleTypeDef *htim)和TIM_ITConfig(TIM4,TIM_IT_Update,ENABLE);功能类似开启定时器中断
。