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STM32标准库-TIM定时器

article 2025/8/26 18:42:22

文章目录

  • 一、TIM定时器
    • 1.1定时器
    • 1.2定时器类型
      • 1.1.1 高级定时器
      • 1.1.2通用定时器
      • 1.1.3基本定时器
  • 二、定时中断基本结构
    • 预分频器时器
    • 计时器时序
    • 计数器无预装时序
    • 计数器有预装时序
    • RCC时钟树
  • 三、定时器定时中断
    • 3.1 接线图
    • 3.2代码
    • 3.3效果：
  • 四、定时器外部中断
    • 4.1接线图
    • 4.2代码
    • 4.3效果：

一、TIM定时器

1.1定时器

  • TIM（Timer）定时器
  • 定时器可以对输入的时钟进行计数，并在计数值达到设定值时触发中断
  • 16位计数器、预分频器、自动重装寄存器的时基单元，在72MHz计数时钟下可以实现最大59.65s的定时
  • 不仅具备基本的定时中断功能，而且还包含内外时钟源选择、输入捕获、输出比较、编码器接口、主从触发模式等多种功能
  • 根据复杂度和应用场景分为了高级定时器、通用定时器、基本定时器三种类型

1.2定时器类型

在这里插入图片描述
== STM32F103C8T6定时器资源：TIM1、TIM2、TIM3、TIM4==

1.1.1 高级定时器

在这里插入图片描述

1.1.2通用定时器

在这里插入图片描述

1.1.3基本定时器

在这里插入图片描述

二、定时中断基本结构

在这里插入图片描述

预分频器时器

在这里插入图片描述

预分频器作用：通过分频降低定时器时钟频率，公式为 CK_CNT = CK_PSC / (PSC + 1)（PSC 是预分频器寄存器值）。

  • 时序关键节点：

CK_PSC：输入时钟（高频）；
CNT_EN：计数器使能信号；
CK_CNT：分频后的计数器时钟（低频，驱动CNT计数）；
更新事件（UEV）：预分频器参数变更后，触发定时器更新，使新分频值生效。
流程：修改TIMx_PSC寄存器值→预分频缓冲器暂存→更新事件触发时，新值加载到实际计数器，改变CK_CNT频率。

计时器时序

在这里插入图片描述

计数器无预装时序

在这里插入图片描述

计数器有预装时序

在这里插入图片描述

RCC时钟树

在这里插入图片描述

三、定时器定时中断

3.1 接线图

在这里插入图片描述

3.2代码

main.c

#include "stm32f10x.h"                  // 包含STM32F10x系列设备头文件，访问寄存器和外设
#include "Delay.h"                       // 延时功能（未使用，可忽略）
#include "OLED.h"                        // OLED显示驱动，实现屏幕初始化和显示
#include "CountSensor.h"                 // 计数传感器（未使用，可忽略）
#include "Timer.h"                       // TIM2定时器初始化（内部时钟，1秒中断一次）uint16_t Num = 0;                        // 记录定时器中断次数（每秒+1）int main(void)
{		OLED_Init();                          // 初始化OLED（配置通信，如I2C/SPI）Timer_Init();                         // 初始化TIM2（内部时钟，周期1秒）OLED_ShowString(1, 1, "Num:");        // 第1行显示"Num:"，标识计数while(1) // 主循环，持续更新显示{ OLED_ShowNum(1, 5, Num, 5);       // 显示中断次数（右对齐，5位）OLED_ShowNum(2, 5, TIM_GetCounter(TIM2), 5); // 显示TIM2当前计数值（0~9999循环）}
}// TIM2更新中断服务函数（每秒触发一次）
void TIM2_IRQHandler(void)
{if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update)) { // 检查中断标志Num++;                                // 计数+1（每秒更新）TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); // 清除标志}
}

Timer.

#include "stm32f10x.h"                  // 包含STM32F10x系列设备头文件，访问寄存器和外设功能extern uint16_t Num;  // 外部声明计数变量（主程序中定义）// 定时器TIM2初始化（内部时钟，1秒中断一次）
void Timer_Init(void)
{// 1. 使能TIM2时钟（APB1总线）RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);// 2. 配置内部时钟源TIM_InternalClockConfig(TIM2);// 3. 时基单元配置（72MHz系统时钟下，1秒周期）TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;          // 时钟分频（无分频）TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;      // 向上计数TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 9999;                         // 自动重装值（0~9999，共10000次计数）TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 7199;                      // 预分频（7200分频，72MHz/7200=10kHz）TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;                 // 重复计数（通用定时器不用）TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStruct);                  // 初始化时基// 4. 清除初始更新标志（避免误触发）TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);// 5. 使能更新中断TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);// 6. NVIC配置（中断优先级）NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);                   // 分组：2位抢占，2位子优先级NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;                      // TIM2中断通道NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                      // 使能中断NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;            // 抢占优先级2NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;                   // 子优先级1NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);                                      // 初始化NVIC// 7. 启动定时器TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}/*
// TIM2中断服务函数（需取消注释以更新Num）
void TIM2_IRQHandler(void)
{if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET) {                // 检查更新中断标志Num++;                                                       // 计数变量递增（每秒+1）TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);                   // 清除中断标志}
}
*/

3.3效果：

Num 变化：每秒递增 1（如：0 → 1 → 2 → …）
CNT 变化：每秒内从 0 递增到 9999，然后归零，Num+1。

四、定时器外部中断

4.1接线图

在这里插入图片描述

4.2代码

Timer.c

#include "stm32f10x.h"                  // 包含STM32F10x系列外设寄存器定义extern uint16_t Num;  // 外部声明的计数变量（需在主程序中定义）/*** @brief  定时器TIM2初始化（ETR外部时钟模式）* @note   存在3处关键问题：*         1. PA0被配置为上拉输入，与ETR复用功能冲突；*         2. 中断服务函数被注释，无法响应溢出中断；*         3. 时基参数过于激进（周期9、预分频0），计数过快。*/
void Timer_Init(void)
{// 1. 使能时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);  // 使能TIM2时钟（APB1总线）RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); // 使能GPIOA时钟（APB2总线）// 2. 配置PA0（冲突点：ETR模式下应自动复用，手动配置输入模式会冲突）GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;         // 上拉输入（与ETR功能冲突，建议移除）GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;     // 输入模式下速度设置无效，仅语法要求GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;             // 配置PA0引脚GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);                // 初始化GPIOA// 3. 配置ETR外部时钟模式2//    参数：不分频、上升沿触发（NonInverted对应上升沿）、无滤波TIM_ETRClockMode2Config(TIM2, TIM_ExtTRGPSC_OFF,            // ETR预分频器关闭TIM_ExtTRGPolarity_NonInverted, // 极性：非反相（上升沿触发）0x00);                        // 滤波系数0（无滤波）// 4. 配置时基单元（参数问题：周期9 + 预分频0 → 每10个脉冲触发一次中断）TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; // 时钟分频（不影响计数频率）TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; // 向上计数TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 10 - 1;             // 自动重装值：计数到9时溢出TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 1 - 1;           // 预分频值：0（不分频）TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;       // 重复计数器（通用定时器无效）TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStruct);        // 初始化时基// 5. 清除更新标志（避免初始化时误触发中断）TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);// 6. 使能更新中断TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);              // 允许TIM2的更新中断// 7. 配置NVIC中断优先级NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);         // 分组：2位抢占优先级 + 2位子优先级NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;            // 中断通道：TIM2全局中断NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;            // 使能中断通道NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;  // 抢占优先级：2NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;         // 子优先级：1NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);                            // 初始化NVIC// 8. 启动定时器TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);                                  // 启动TIM2计数器
}/*** @brief  获取TIM2当前计数值* @retval TIM2的计数器值（0 ~ TIM_Period）*/
uint16_t Timer_GetCounter(void)
{return TIM_GetCounter(TIM2);  // 读取TIM2的CNT寄存器值
}/*
// 【关键缺失】TIM2中断服务函数（当前被注释，导致Num无法递增）
void TIM2_IRQHandler(void)
{if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET) { // 检查更新中断标志Num++;                                        // 计数变量递增TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);   // 清除中断标志（必须操作）}
}
*/

main.c

#include "stm32f10x.h"                  // 包含STM32F10x系列设备的寄存器定义和外设库函数#include "Delay.h"                      
#include "OLED.h"                       
#include "CountSensor.h"               
#include "Timer.h"                       // 定时器驱动头文件（包含TIM2初始化逻辑）uint16_t Num = 0;                        // 全局计数变量，记录定时器中断次数int main(void)
{		OLED_Init();                          // 初始化OLED显示屏（配置通信接口，如I2C/SPI）Timer_Init();                         // 初始化TIM2定时器（ETR外部时钟模式，需PA0输入外部信号）OLED_ShowString(1, 1, "Num:");  // 在OLED第1行第1列显示字符串"Num:"，标识计数结果OLED_ShowString(2, 1, "CNT:");  // 在OLED第2行第1列显示字符串"CNT:"，标识定时器当前计数值while(1) // 主循环，持续更新显示内容{ OLED_ShowNum(1, 5, Num, 5);     // 在OLED第1行第5列显示Num（右对齐，占5位）OLED_ShowNum(2, 5, Timer_GetCounter(), 5);   // 在OLED第2行第5列显示TIM2当前计数值（右对齐，占5位）}
}void TIM2_IRQHandler(void)// TIM2定时器中断服务函数（处理更新中断，每TIM_Period+1个脉冲触发一次）
{if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET)    // 检查TIM2的更新中断标志是否置位{Num++;                 // 计数变量递增（记录中断次数）TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); // 清除中断标志，避免重复触发}
}
  • 定时器配置（Timer.c）：

使能 TIM2 和 GPIOA 时钟（PA0 为 ETR 引脚）。
配置 ETR 外部时钟模式（上升沿触发，不分频）。
时基参数：TIM_Period（自动重载值）和TIM_Prescaler（预分频值，需根据外部信号频率调整）。
使能更新中断，配置 NVIC 优先级。

  • 中断处理：

每次 TIM2 计数溢出（达到TIM_Period）时，Num加 1，用于统计中断次数。
OLED 实时显示Num（总计数）和TIM2->CNT（当前计数值，0~TIM_Period循环）。

4.3效果：

  • 当 PA0 接入外部脉冲信号（如方波）时，TIM2 计数器CNT随脉冲上升沿递增。
  • 每计数到 9（即收到 10 个脉冲）时，触发更新中断，Num加 1。
  • 计数器每触发一次CNT+1，加到9时，Num+1.
http://www.lryc.cn/news/2401247.html

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