STM32F1x HAL库学习笔记（11）定时器配置及中断（溢出中断，PWM输出，输入捕获）

本文开发环境：

• MCU型号：STM32F103C8T6
• IDE环境： MDK 5.27
• 代码生成工具：STM32CubeMx 5.6.1
• HAL库版本：STM32Cube_FW_F1_V1.8.0
  
  

本文内容：

1. STM32CubeMx 配置 定时器

• 溢出中断
• PWM输出
• 输入捕获
  
  

附件 ：

• MDK工程：定时器溢出中断
• MDK工程：定时器PWM输出
• MDK工程：定时器输入捕获

一、 定时器

STM32 定时器其实就是一个计数器，用户可以设置计数的个数，方向（数值越来越大，或数值越来越小），初始值（从多少开始计数），计数的频率等等。

• 溢出中断：当定时器计数结束后，可以产生一个中断
• PWM输出：定时器计数值与用户设置的值匹配时候，改变IO口输出电平
• 输入捕获： 当IO口电平为设置电平时候，定时器将此时计数的值保存到寄存器中，用户可以读取。

1. 溢出中断

溢出中断可以用来做一些周期性的动作，比如设置定时器的计数频率为72MHz，计数个数为72个，初始化值为0，并使能了自动装载（即使定时器计数完成后，自动重新把用户设置的初值装载到计数器中），那么每 1ms 就可以产生一次中断。

2. PWM输出

PWM可以设置极性等，简单来说，用户可以设置定时器的计数频率为72MHz，计数个数为72个，对比数值为36，那么定时器启动以后，就会从0计数到72，计数到第36个时，就改变一次电平，这样就会输出要给方波，用户可以通过不断修改对比值，来产生一系列PWM。、

3. 输入捕获

输入捕获可以用来捕获IO口的电平，用户可以设置定时器的计数频率为72MHz，计数个数为72个，捕获电平为高电平，那么定时器启动以后，就会从0计数到72，如果捕获到高电平，就把该电平的值保存到寄存器中，供用户读取。通常可以用来捕获一个电平的宽度，比如设置高电平捕获，捕获到高电平时候，读取计数的值，然后设置为低电平捕获，捕获到低电平以后，读取这个计数的值，那么两个值的差，就是高电平的时间。

4. 时基与通道

STM32 的定时器可以有多个通道，不同通道可以独立设置，比如PWM输出中不同通道可以有不同的占空比，但是一个定时器同时只能有一个计数频率，用户无法让TIM1（定时器1）通道1输出 38KHz PWM，通道2输出 50KHz PWM，但是可以输出2个 38Khz 占空比不同的 PWM。

二、溢出中断 CubeMx 配置及程序实现

1. CubeMx 配置

基础配置

基础配置是每一个工程都必须的，包括系统时钟，指定延时函数定时器，打开调试口等：

• 选择芯片：STM32F103C8T6
  
• 配置系统时钟：设置为外部晶振
  
• 配置系统时钟为最高的72M：
• 打开 SW 调试口：用以ST-LINK下载和调试程序

定时器配置

• 设置定时器的时钟和具体参数
  
  这里设置分频系数的值为7199，即 7200 分频，所以计数频率为 1KHz，计数值为4999，所以需要计算5000个数溢出，可见溢出的时间为500ms。

• 使能溢出中断
  

• 生成工程：
  

2. 程序设计

NOTE：本文使用 ST-LINK 输出打印信息作为调试方法，详见：STM32 使用 ITM 输出调试信息

STM32CubeMx 默认是生成 HAL 库函数，HAL 生成的函数会自动添加初始化函数，用户只需要：

• 使能中断：
  HAL_TIM_Base_Start_IT(); 使能了定时器，并开启了中断。
• 使用中断函数
  HAL_TIM_PeriodElapsedCallback() 是定时器溢出后的回调函数，它是一个弱函数，可以直接在其它定义，然后使用它。

示例

/* USER CODE BEGIN 0 */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    if(TIM1 == htim->Instance)
    {
        static uint16_t cnt = 0;
        printf("Update %d! \r\n",cnt++);     //每次中断打印一次值
    }
}
/* USER CODE END 0 */

int main(void)
{
  ... ... 
  HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim1);          //开启使能定时器中断
  while (1)
  {
      ... ...
  }
}

启用ST-LINK调试，可以看到Debug窗口每秒打印两次数据：

三、PWM 输出 CubeMx 配置及程序实现

1. CubeMx 配置

配置基本与上文相同，需要稍作修改：

• 打开通道1，作为PWM输出IO口：
  
• 关闭溢出中断
  这里不需要处理溢出中断，所以可以将其关闭：
  
• 生程工程
  
  如果保持默认，就会刷新原有的工程。

2. 程序设计

HAL 默认是没有打开PWM输出的，所以需要用户打开PWM输出，由于没有使用到PWM中断，所以只需使用库函数：HAL_TIM_PWM_Start();打开输出即可：

示例

int main(void)
{ 
  ... ...
  HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);
  while (1)
  {
  ... ...
  }
}

通过逻辑分析仪可以看到PA8产生了一个2Hz的方波：

四、输入捕获 CubeMx 配置及程序实现

1. CubeMx 配置

CubeMx 输入捕获的配置与上文基本相同。

• 将通道1设置为输入捕获通道：
  - 在 NVIC 中 打开输入捕获中断
  
• 生成工程
  

2. 程序设计

STM32CubeMx 默认是上升沿捕获的，用户只需要：

• 开始计数并使能捕获中断：
  HAL_TIM_IC_Start_IT(); 使能了定时器，并开启了捕获中断。
• 使用中断函数
  HAL_TIM_IC_CaptureCallback() 是定时器捕获到指定电平的回调函数，它是一个弱函数，可以直接在其它定义，然后使用它。

注意，这个版本的库函数 TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY 宏定义多出一个括号，需要用户改正， 否则无法编译通过：

示例

uint32_t cap_start;
uint32_t cap_end;
uint32_t cap_time;

uint8_t flg_cap = 1;    //状态标志位

void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{ 
	if(TIM1 == htim->Instance)
	{
		switch(flg_cap){
			case 1:
				cap_start = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim1,TIM_CHANNEL_1);                     //获取当前的捕获值.	
				TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&htim1, TIM_CHANNEL_1);                                //复位捕获极性            
         		TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&htim1, TIM_CHANNEL_1, TIM_ICPOLARITY_FALLING);          //设置为下降沿捕获
				flg_cap = 0;;
				break;
			case 0:
				cap_end = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim1,TIM_CHANNEL_1);//获取当前的捕获值.
			    cap_time = (float)(cap_end - cap_start)/2.5;
                printf("高电平时间: %d ms\r\n",cap_time);   
		}
	}
}
... ...
int main(void)
{
... ...
  HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim1,TIM_CHANNEL_1);;
}

通过PA8 点触 GND 的方法，可以观察到高电平时长的捕获。

五、附件

MDK5 示例工程
提取码：1234