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4.定时器(TIMER)

news 2025/8/17 16:15:41

理论

预分频寄存器(TIMx_PSC)：由于时钟源为：72MHz，T = 1/f = 1/72MHz，由于不好计算周期时间，则需要分频，若分72则T = 1/1MHz = 1us(1MHz = 一百万秒)

计数方式：向上(递增到某个数触发中断)、向下(递减到某一个数触发中断)、中心计数(递增到某一个数触发中断，再递减到某一个数触发中断)

比较值(参考：链接)：

PWM1模式：若计数值小于有效值则高电平，计数值大于有效值则低电平，可以控制比较值来调节占空比

PWM2模式：与PWM1模式相反，计数值小于有效值则低电平，大于有效值则高电平

复用：Pin脚本身除了支持普通GPIO功能之外，还支持别的功能(使用别的功能就叫复用)

重映射：Pin脚本身不支持这些功能，配置重映射寄存器，使其具备别的功能

定时器分类

型号：STM32F103ZET6

基本定时器：TIM6、TIM7

基本定时器功能

通用定时器：TIM2~TIM5

通用定时器功能

高级定时器：TIM1、TIM8

高级定时器功能

代码编写

定时器中断实验：LED灯一秒闪烁一次、LED灯两秒闪烁一次、计算单片机运行时间、串口5秒返回单片机运行时间

PWM信号输出：呼吸灯、电机(由慢到快)、舵机

输入捕获：检测信号脉冲宽度(舵机脉冲宽度)

LED灯、UART、定时器、PWM配置

LED灯配置请看：链接

串口配置请看：链接

配置定时器：

72/7200 = 0.01，T = 1/f = 1/0.01MHz = 100us，计数10000，触发中断，100us * 10000 = 1s，1s = 1000000us，但单片机都是以0开始，所以分频值以及计数值都 -1

定时器配置

配置定时器向上计数溢出中断NVIC(嵌套向量中断控制器)

配置定时器NVIC

定时器(PWM)控制LED灯配置

LED(PB5)引脚说明：
PWMLED灯配置

所以配置定时器3，通道二，但配置完发现图中不符，需手动修改

定时器配置LED灯

定时器(PWM)控制电机配置

配置PB4引脚PWM控制电机速度

配置PWM控制电机速度

定时器(PWM)控制舵机配置

舵机脉冲周期：20ms

PWM控制舵机配置

输入捕获定时器配置

配置定时器全局中断NVIC

开启中断

LED灯闪烁、串口输出运行时间

LED1每隔一秒电平翻转一次，LED2每隔两秒电平翻转一次，串口输出单片机运行时间

Cube IDE代码

main.c

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include <stdio.h>	//27行
#include <string.h>	//28行
/* USER CODE END Includes *//* USER CODE BEGIN 0 */
uint32_t G_Timer_Count = 0;	//59行
uint8_t UART_Count[200];	
uint8_t UART_Flag = 0;
/* USER CODE END 0 *//* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim1);	//开启定时器，97行
/* USER CODE END 2 */if(UART_Flag)	//104行
{sprintf(UART_Count,"MCU run time is %lus",G_Timer_Count);HAL_UART_Transmit(&huart1, UART_Count, strlen(UART_Count), 1000);UART_Flag = 0;	//打印一次后标志=0，等中断五次(5s)后
}/* USER CODE BEGIN 4 */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)	//定时器触发函数,157行
{if(htim == &htim1){HAL_GPIO_TogglePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);G_Timer_Count++;if((G_Timer_Count % 5) == 0)UART_Flag = 1;	//每隔五秒，让标志=1if((G_Timer_Count % 2) == 0)	//LED2每隔两秒翻转电平HAL_GPIO_TogglePin(LED2_GPIO_Port, LED2_Pin);}}
/* USER CODE END 4 */

PWM信号LED呼吸灯、电机、舵机

理论参考：链接

PWM信号控制LED，产生一个呼吸灯效果，以及对电机控制，控制速度由慢到快

Cube IDE代码

main.c

/* USER CODE BEGIN PV */
uint8_t PWM_Value = 0,LED_PWM_Value = 0,SG_PWM = 5;	//47行
/* USER CODE END PV *//* USER CODE BEGIN 2 */
//参数1：定时器句柄(指向配置好的定时器结构体的指针)，参数2：定时器通道,93行
HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_2);	//开启定时器3，通道2 PWM
HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_1);	//开启定时器3，通道1 PWM
HAL_TIM_PWM_Start(&htim4, TIM_CHANNEL_1);	//开启定时器4，通道1 PWM
/* USER CODE END 2 *///103行
PWM_Value++;
PWM_Value = PWM_Value % 200;
if(PWM_Value > 99)LED_PWM_Value = 200 - PWM_Value;	//大于99时，从大到小(100,99...)
elseLED_PWM_Value = PWM_Value;
HAL_Delay(25);
//参数1：定时器句柄，参数2：定时器通道,参数3：比较值
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_2, LED_PWM_Value);	//设置LED比较值
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_1, LED_PWM_Value);	//设置电机比较值if(PWM_Value % 30 == 0)
{//每0.1ms计数值+1则0.5ms，比较值模式1，则占空比(高电平)0.5msSG_PWM += 5;if(SG_PWM > 25)SG_PWM = 5;__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim4, TIM_CHANNEL_1, SG_PWM);	//设置舵机比较值
}

输入捕获(IC)

捕获高电平持续时间

Cube IDE代码

捕获PWM高电平的时间

main.c

/* USER CODE BEGIN PTD */
uint32_t ic_state=0,period_count=0,ic_count=0,us_count;	//32行
/* USER CODE END PTD *//* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);	//开启普通定时器中断HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2, TIM_CHANNEL_2);	//开启捕获定时器中断printf("Please connect MCU51 P2.0,and let SG90 run to detect signal!\n");	//串口输出捕获的时间(记得配置串口重定向)
/* USER CODE END 2 */if(ic_state== 2 )	//103行(while里)
{/* 始终设置的是1us触发计数值加1* 一个周期大概65ms，若大于65只有捕获中断函数不好使* 若period_count为1，则代表过了一个中断周期，时间(1*65535)us* 若没有到整个中断周期时间则剩下的为：ic_count* 所以两个相加等于整个高电平时间*/us_count = ic_count + period_count * 0xFFFF;printf("High level duration:  %ldus \n",us_count);	//(float)(us_count)/1000.000ic_state = 0;	//再将中间键恢复0，方便下次上升沿触发中断计时
}/* USER CODE BEGIN 4 */
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)	//输入捕获触发函数,161行
{if(TIM2 == htim->Instance){if ( ic_state == 0 ){__HAL_TIM_SET_COUNTER(htim,0);	//将定时器从零开始计时__HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim2, TIM_CHANNEL_2, TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING);		//设置成下降沿触发ic_state = 1;	//下次触发中断时(下降沿)则运行elseperiod_count = 0;ic_count = 0;}else{ic_count = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim2,TIM_CHANNEL_2);	//读取定时器计数值__HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim2, TIM_CHANNEL_2,   TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING);	//设置成上降沿触发ic_state = 2;	//进入while里面的判断}}
}void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)	//普通定时器中断触发函数
{if(TIM2 == htim->Instance){if(ic_state==1){if(period_count==0XFFFF)	//一次周期大约65ms，若进入这个需要(65*65535)ms{ic_state=2;ic_count=0XFFFF;	//返回一个超大数显示错误}elseperiod_count++;}}
}
/* USER CODE END 4 */