9.STM32CubeIDE基本定时器实验_stm32cube tim

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前言

使用STM32CubeIDE实现基本定时器实验。
硬件：STM32F103C8T6最小系统板 + 自制扩展板
软件：STM32CubeIDE

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一、实验目的

使用基本定时器的更新中断，LED1用于指示定时器发生更新事件的频率，每500ms状态翻转。

二、学习内容

1. 学习基本定时器的使用
2. 学习如何确定计数器的工作频率

三、实践操作

定时器概述

软件定时原理

使用纯软件( CPU死等 )的方式实现定时( 延时 )功能，具有延时不精准、CPU死等的缺点
WWDG( Windows Watchdog )，窗口看门狗。

定时器定时原理

使用精准的时钟源，通过硬件的方式，实现定时功能，核心就是计数器。

STM32定时器分类

1. 专用定时器：独立看门狗(IWDG)、窗口看门狗(WWDG)、定时时钟(RTC)、低功耗定时器；
2. 内核定时器：SysTick定时器(滴答定时器)
3. 常规定时器：基本定时器、通用定时器、高级定时器
   基本定时器：没有输入输出通道，常用作时基，即定时功能
   通用定时器：具有多路独立通道，可用于输入捕获/输出比较，也可用作时基
   高级定时器：除具备通用定时器所有功能外，还具备带死区控制的互补信号输出、刹车输入等功能( 可用于电机控制、数字电源设计等 )

基本定时器

基本定时器简介

STM32F1中，基本定时器为TIM6和TIM7( STM32F103C8T6没有 )；
主要特征：

1. 16位递增计数器( 计数值：0~65535 )；
2. 16位预分频器( 分频系数：1~65536 )；
3. 可用于触发DAC；
4. 在更新事件（计数器溢出）时，会产生中断/DMA请求。

只能递增

基本定时器框图

可以看出，基本定时器的时钟来源为内部时钟( CK_INT )，溢出条件为CNT == ARR(影子)，只有递增计数模式。
其中影子寄存器才是真正起作用的寄存器，但不能直接访问。

计数模式与溢出条件

定时器溢出时间计算

其中：
Tout 为定时器溢出时间
Ft 为定时器的时钟源频率( 未分频 )
ARR 为自动重装载寄存器的值
PSC 为预分频寄存器的值
可以这样来看这个公式：

这个是计数频率；
这个是计一个数的时间，频率的倒数；
这个是要计这么多数；
因此可以理解为一个数的时间 × 个数 = 总时间。

3.硬件介绍

硬件：STM32F103C8T6最小系统板 + 自制扩展板

实物图如下图所示：

LED1 -> PB3

4.软件介绍

首先新建工程并进行初始化配置

在此不进行赘述，详细步骤可移步至之前文章。

与之前文章不同的是，根据预设条件：溢出时间（Tout）为500ms，定时器的时钟源频率（Ft）为72MHz，因此可设定（PSC+1）= 7200，（ARR+1）= 2500，从而实现溢出时间（Tout）为500ms。
配置TIM4（没有基本定时器，用通用定时器实现），如下图所示：
其中 auto-reload precload 为自动重装载的预装载：

1. auto-reload precload = Disable：自动重装载寄存器写入新值后，计数器立即产生计数溢出，然后开始新的计数周期；
2. auto-reload precload = Enable：自动重装载寄存器写入新值后，计数器完成当前旧的计数后，再开始新的计数周期。

由于是定时器溢出之后是产生中断，因此需要使能定时器中断：

接下来进行基本定时器实验的代码编程

主要是对定时器中断回调函数void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)进行定义：

/* 定时器中断回调函数 */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
	/* TIM4发生中断 */
	if(htim->Instance == TIM4)				//判断是否是TIM4发生中断
	{
		LED1_TOGGLE();
	}
}
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可放在main.c中，也可以放在tim.c中。

其次，要在int main()中，使能更新中断并启动定时器，否则定时器都不工作：

HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim4);					//使能更新中断并启动定时器
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代码很简单，旨在了解定时器的定时功能。
实验现象：LED1每500ms翻转一次状态，也可以通过示波器看到IO的波形变化。

可以看出，IO电平变化间隔为500ms。

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总结

本篇介绍了如何实现一个基本定时器实验，分别从硬件方面与软件方面阐述，在硬件方面主要介绍了硬件组成，在软件方面主要介绍了通过定时器中断，实现让LED1每500ms翻转一次状态！

这是定时器的最基本的功能，时基功能！