STM32F103 TIM基本定时器

news/2025/2/7 15:45:53/文章来源:https://www.cnblogs.com/jeikerxiao/p/18702699

STM32F103C8T6 最小系统开发板使用HAL固件库驱动TIM基本定时器

1. 硬件设计

1.1 最小系统开发板

STM32F103C8T6是一款基于ARM Cortex-M3内核的微控制器，具备多个定时器模块，其中包括基本定时器。我们将在本项目中使用一个基本定时器（TIM2）来实现定时任务。

最小系统开发板硬件设计图中，TIM2定时器的时钟由系统时钟源提供，而输出引脚可以配置为GPIO，用于产生定时中断或控制外设。

STM32F103C8T6 引脚	说明
PA0	TIM2_CH1（用于定时器输入/输出）

1.2 TIM基本定时器原理

TIM基本定时器（例如TIM2）是一种非常简单的定时器，通常用于延时或周期性任务。它的工作原理是：定时器在每个定时周期到达时产生一个中断或输出信号，应用程序可以通过中断服务程序来处理这些定时事件。

基本定时器的工作原理：

计数器：定时器内部有一个16位的计数器，当计数器达到预定的值时，会触发一个事件。
自动重载寄存器：用于设置定时器的最大计数值（即定时周期）。
时钟源：定时器的计时依据系统时钟或外部时钟，时钟源可以设置为不同的频率。
中断：定时器达到预定值时，会产生中断请求，程序可以通过中断服务程序来执行特定的任务。

2. 软件设计

2.1 开发环境

开发工具：STM32CubeMX、Keil uVision 5
下载工具：ST-Link V2（用于将程序烧录到STM32开发板）
固件库：STM32Cube HAL库

2.2 STM32CubeMX配置

打开STM32CubeMX，选择STM32F103C8T6芯片。
在Pinout & Configuration界面，选择TIM2，并配置PA0为TIM2的输出引脚（PWM输出）。
配置TIM2：
- 设置计数器模式。
- 设置自动重载值（ARR）和预分频器（PSC），从而设定定时器的时间间隔。
配置时钟，并生成代码。
打开Keil uVision 5，载入生成的代码。

2.3 TIM2的初始化与配置

首先，配置TIM2的工作模式，设置定时器的预分频器和自动重载值：

/* TIM2初始化代码 */
TIM_HandleTypeDef htim2;void TIM2_Init(void)
{__HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();  // 启用TIM2时钟htim2.Instance = TIM2;htim2.Init.Prescaler = 7999;  // 设置预分频器，系统时钟为72MHz，定时器时钟为9kHzhtim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;  // 向上计数模式htim2.Init.Period = 999;  // 设置自动重载值，定时器周期为100mshtim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;HAL_TIM_Base_Init(&htim2);  // 初始化定时器
}

2.4 配置定时器中断

如果希望定时器在计数完成时产生中断，我们可以启用定时器中断。设置并启用定时器中断：

/* 配置TIM2中断 */
void TIM2_NVIC_Config(void)
{HAL_NVIC_SetPriority(TIM2_IRQn, 0, 0);  // 设置中断优先级HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);  // 启用TIM2中断
}

2.5 启动定时器

启动定时器并启用中断，使定时器能够周期性触发事件：

/* 启动TIM2 */
void TIM2_Start(void)
{HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);  // 启动TIM2并启用中断
}

2.6 中断服务程序

在定时器计数到达预定值时，产生中断并执行相应的操作。在中断服务程序中，可以执行特定的任务，例如切换LED状态或输出PWM信号：

/* TIM2中断服务程序 */
void TIM2_IRQHandler(void)
{if (__HAL_TIM_GET_FLAG(&htim2, TIM_FLAG_UPDATE) != RESET)  // 检查更新中断标志{__HAL_TIM_CLEAR_IT(&htim2, TIM_IT_UPDATE);  // 清除中断标志// 执行定时任务，如切换LED状态HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_13);  // 假设连接了一个LED}
}

2.7 完整程序

以下是完整的定时器配置与使用示例：

#include "stm32f1xx_hal.h"/* TIM2句柄 */
TIM_HandleTypeDef htim2;/* 定时器初始化 */
void TIM2_Init(void)
{__HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();  // 启用TIM2时钟htim2.Instance = TIM2;htim2.Init.Prescaler = 7999;  // 设置预分频器htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;htim2.Init.Period = 999;  // 设置自动重载值htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;HAL_TIM_Base_Init(&htim2);  // 初始化定时器
}/* 启动定时器 */
void TIM2_Start(void)
{HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);  // 启动定时器并启用中断
}/* 配置TIM2中断 */
void TIM2_NVIC_Config(void)
{HAL_NVIC_SetPriority(TIM2_IRQn, 0, 0);  // 设置中断优先级HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);  // 启用TIM2中断
}/* TIM2中断服务程序 */
void TIM2_IRQHandler(void)
{if (__HAL_TIM_GET_FLAG(&htim2, TIM_FLAG_UPDATE) != RESET){__HAL_TIM_CLEAR_IT(&htim2, TIM_IT_UPDATE);  // 清除中断标志HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_13);  // 假设连接了一个LED}
}/* 主程序 */
int main(void)
{HAL_Init();TIM2_Init();TIM2_NVIC_Config();  // 配置中断TIM2_Start();  // 启动定时器while (1){// 主循环中可以执行其他任务}
}