蓝桥杯嵌入式-HAL库-TIM_BASE_80mhz定时器1ms定时

实验目的

通过定时器1实现间隔100ms的双向流水灯

定时器相关知识

stm32的TIM定时器HAL库函数的使用

STM32CubeMx_HAL库使用_1_定时器与串口

HAL库 STM32CubeMX教程六----定时器中断

硬件设计

原理图

STM32CubeMX配置

1、使用PC8~PC15控制LED灯亮灭，LD1 - LD8为引脚的别名
2、使用PD2控制锁存器，LEDLOCK为PD2的别名

3、HSE选用石英/陶瓷谐振器
4、GPIO均设置为输出模式，使用默认的GPIO配置
5、时钟配置为80MHz
6、配置定时器TIM1,时钟源选择内部时钟

7、配置定时时间
Prescaler=1000-1
Counter Period=80-1
定时器时钟频率为80MHZ，即80 000 000HZ
定时时间 = (Prescaler+1 ) X (Counter Period+1) X 1/ 定时器时钟频率(信号的周期)
定时时间 =1000 X 80 / 80000000=0.001s=1ms

知识补充：
a. APB2负责AD，I/O，高级TIM，串口1。
APB1负责DA，USB，SPI，I2C，CAN，串口2345，普通TIM
TIM1是高级定时器，包括了基本定时器和通用定时器的所有功能。

b. HZ是赫兹,频率单位,1MHZ(兆赫)=1000KHZ(千赫)=1000000HZ

c. 定时器发生中断时间的计算方法：
定时时间 = (Prescaler+1 ) X (Counter Period+1) X 1/ 定时器时钟频率(信号的周期)
时钟信号1KHz，Prescaler为9，Counter Period为999，定时时间？
定时时间=10x1000x1/1000=10s=10000ms=10s

Keil配置

Keil配置参考ADC篇，不赘述了
Keil配置

软件设计

1、引用头文件

main.c中添加头文件。（注:所有代码放到BEGIN和END之间，防止重新生成代码时将原来的代码覆盖掉）

#include "lcd.h"
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2、编写定时器回调函数

//实现间隔为100ms的流水灯
///
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) //周期运行回调，配置定时进入中断
{
	static uint16_t led = 0x0001, i = 0, flag = 0 ,counter = 0;
	
	if(++counter == 100){  //100*1ms=100ms
		counter = 0;
		GPIOC->ODR = ~(led << (8 + i)); //通过位运算设置输出端口寄存器ODR的值，从而控制LED的亮灭
		HAL_GPIO_WritePin(LEDLOCK_GPIO_Port, LEDLOCK_Pin, GPIO_PIN_SET); //打开锁存器   GPIOD->BSRR |= GPIO_PIN_2;
		__nop();__nop();__nop(); //一个__nop()函数延时一个机器周期的时间
		HAL_GPIO_WritePin(LEDLOCK_GPIO_Port, LEDLOCK_Pin, GPIO_PIN_RESET); //关闭锁存器 GPIOD->BRR |= GPIO_PIN_2;
		
	  if(flag == 0) //flag作为流水灯方向的标志位   当flag = 0时，LD1流向LD8 ； 当flag = 1时，LD8流向LD1
	  { 
		++i;
		if(i == 7){ flag = 1; }
	  }
	  else
	  {
		 --i;
		 if(i == 0){ flag = 0; }	
	  }
	}
	HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim1);  //使能定时器1中断
}
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3、全灭LED灯并锁存，开启定时器1中断

	HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,LD1_Pin|LD2_Pin | LD3_Pin|LD4_Pin | LD5_Pin|LD6_Pin |LD7_Pin|LD8_Pin, GPIO_PIN_SET); //LED全灭           等价于GPIOC->ODR = 0xFFFF; 
	HAL_GPIO_WritePin(LEDLOCK_GPIO_Port, LEDLOCK_Pin, GPIO_PIN_SET); //打开锁存器                等价于GPIOD->BSRR |= GPIO_PIN_2;  
	
	__nop();__nop();__nop(); //一个__nop()函数延时一个机器周期的时间         表示空循环一个机器指令的时间，STM32中1/80M=0.0125ns ；  C51中12M中表示1us；6M中表示2us；24M中表示0.5us  STM32中1/80M=0.0125ns
	HAL_GPIO_WritePin(LEDLOCK_GPIO_Port, LEDLOCK_Pin, GPIO_PIN_RESET); //关闭锁存器        等价于GPIOD->BRR |= GPIO_PIN_2; 

	HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim1); //使能定时器1中断
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4、LCD初始化及LCD相关配置、显示字符串

  	LCD_Init();
	
	LCD_Clear(Blue);
	LCD_SetBackColor(Blue);
	LCD_SetTextColor(White);
	
	LCD_DisplayStringLine(Line0, (uint8_t *)"                    ");
	LCD_DisplayStringLine(Line1, (uint8_t *)"                    ");
	LCD_DisplayStringLine(Line2, (uint8_t *)"      TIM Test      ");
	LCD_DisplayStringLine(Line3, (uint8_t *)"                    ");
	LCD_DisplayStringLine(Line4, (uint8_t *)"                    ");
	
	LCD_SetBackColor(White);
	LCD_SetTextColor(Blue);

	LCD_DisplayStringLine(Line5, (uint8_t *)"                    ");
	LCD_DisplayStringLine(Line6, (uint8_t *)"     TIM1:100ms     ");
	LCD_DisplayStringLine(Line7, (uint8_t *)"                    ");
	LCD_DisplayStringLine(Line8, (uint8_t *)"                    ");
	LCD_DisplayStringLine(Line9, (uint8_t *)"                    ");
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5、tim.c文件中

可以看到配置效果

/* TIM1 init function */
void MX_TIM1_Init(void) //(999+1)*(79+1)/80 000 000=1000*80/80 000 000 =0.001s=1ms
{
  TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};
  TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
  TIM_BreakDeadTimeConfigTypeDef sBreakDeadTimeConfig = {0};

  htim1.Instance = TIM1;
  htim1.Init.Prescaler = 1000-1; //设置为1000-1
  htim1.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
  htim1.Init.Period = 79;        //设置为80-1
  htim1.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  htim1.Init.RepetitionCounter = 0;
  htim1.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
  if (HAL_TIM_Base_Init(&htim1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;
  if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim1, &sClockSourceConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
  sMasterConfig.MasterOutputTrigger2 = TIM_TRGO2_RESET;
  sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
  if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim1, &sMasterConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sBreakDeadTimeConfig.BreakAFMode = TIM_BREAK_AFMODE_INPUT;
  sBreakDeadTimeConfig.Break2AFMode = TIM_BREAK_AFMODE_INPUT;
  if (HAL_TIMEx_ConfigBreakDeadTime(&htim1, &sBreakDeadTimeConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

}
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函数位置

TIM

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim);

HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_Base_Start_IT(TIM_HandleTypeDef *htim);
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GPIO

void              HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState);
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LCD

void LCD_Init(void);
void LCD_SetTextColor(vu16 Color);
void LCD_SetBackColor(vu16 Color);
void LCD_Clear(u16 Color);
void LCD_DisplayStringLine(u8 Line, u8 *ptr);
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实验现象

可以看到双向流水灯现象，即LD1流向LD8，LD8流向LD1，如此循环下去

代码下载

HAL_TIM_BASE