HAL库(STM32CubeMX)——基本定时器、PWM、输入捕获、输出比较、互补式PWM等综合学习（STM32G431RBT6）
目录
通用定时器中断配置（Basic timers）：
通用定时器/高级定时器（General-purpose timers/Advanced-control timers）:
PWM配置：
PWM互补输出：
输出比较实现PWM：Out Compare模式
输入捕获模式：
1.普通捕获：
2.PWM输入模式（输入捕获的一种特殊形式）：
-
通用定时器中断配置（Basic timers）：
可以在库中判断具体挂在哪个总线上：（stm32g4xx_hal_rcc.h）
void MX_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
/* GPIO Ports Clock Enable */
__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE(); //可以根据这个直接go to 定义，就在stm32g4xx_hal_rcc.h中
__HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();我认为TIM6是挂在APB1上面的，所以是80MHz。 这里对TIM6进行配置：
定时器的频率为80M/（79+1）/（999+1）=1KHz，即1ms一次中断。
这里对于这个Trigger Event Selection不懂。
基本定时器的功能函数（轮询、中断、DMA）
我先学习中断处理：
1.在main函数中开启中断：
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim6);2.重新定义回调函数并添加自己想要实现的功能（我只用LED闪烁简单测试）：
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_8);
}
-
通用定时器/高级定时器（General-purpose timers/Advanced-control timers）:
或者在stm32G431RB数据手册中寻找 block diagram（框图）
TIM15挂在APB2上：
同样开启中断、代码相似。自动生成tim.h和tim.c文件：
#include "tim.h"
TIM_HandleTypeDef htim6;
TIM_HandleTypeDef htim15;
在main函数中：
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim6);
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim15);自己编写对应的函数中断：
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
if(htim->Instance==TIM15)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_8);
}
else if(htim->Instance==TIM6)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_9);
}
}if中也可以使用htim->Instance == htim1.Instance 例如这里：if(htim->Instance==htim15.Instance)
对于instance在TIM的定义中可以看到：（可以区分进入中断的不同定时器）
void MX_TIM15_Init(void)
{
TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};
TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
htim15.Instance = TIM15; //不同的定时器的instance不同
htim15.Init.Prescaler = 7999;
htim15.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
htim15.Init.Period = 9999;
htim15.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
htim15.Init.RepetitionCounter = 0;
htim15.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
if (HAL_TIM_Base_Init(&htim15) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;
if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim15, &sClockSourceConfig) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim15, &sMasterConfig) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}PWM配置：
图片来自B站UP：PetraKing
详细自动重装载见：自动重装载详解
频率的计算是一样的，pwm占空比的设置是Pulse/Counter Period计算的。
初始化只需要在main函数中添加：
HAL_TIM_PWM_Start(&htim3,TIM_CHANNEL_1);或者：（IT：interruption中断）要对应打开嵌套向量中断控制器
HAL_TIM_PWM_Start_IT(&htim3,TIM_CHANNEL_1);
这里对优先级不配置：有需要的可以配置 。
更改PWM的频率和占空比：
通过以上可知，PWM的占空比改变的是CCR寄存器的值（不同通道对应不同的CCR），频率的改变对应的是ARR寄存器的值，也就是下图
至于CCR寄存器，我们可以看到初始化中，在sConfigOC.Pulse赋值给我们想要的值。
而在HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim3, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1)的定义中，我们能找到 TIM_OC1_SetConfig(htim->Instance, sConfig);类似的函数，而这个函数中的定义中，
就能找到实际把Pulse的值给了TIM的CCR寄存器。
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3,TIM_CHANNEL_1,100);//占空比
__HAL_TIM_SET_AUTORELOAD(&htim3,9999);//周期所以就可以通过这两个来改变占空比和周期（频率）。
PWM互补输出：
用不到，先暂时不学： 互补输出配置示例
输出比较实现PWM：Out Compare模式
图片来自B站UP：PetraKing
左边是通用定时器，只有一个自动重装载（ARR），但是有多个CCR，所以同一个定时器下面的通道只有一个频率，但是可以有多个占空比。
上图为详细的原理，讲的很清楚，如果看不懂的话建议找一下这个up的视频看一看。
具体配置：
这里大概说一下自己的看法：中断是肯定要打开的，因为要不断改CCR的值，这里的预分配和你想写的pulse决定了频率，所以这个ARR是没有用的，至于自动重装载还是打开吧，不然会有什么bug吧，我这里预分频后是80M/8000=10Khz，我想配置的500个的高电平和300个低电平，那么总共是800个，实际的频率就是（800/10k）hz。
具体程序：
HAL_TIM_OC_Start_IT(&htim16,TIM_CHANNEL_1);__HAL_TIM_GET_COUNTER也是一个宏定义。
在stm32f4xx_hal_tim.h文件中可以找到。其作用是获取定时器某一通道的捕获/比较寄存器值
等价于 ： HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim5,TIM_CHANNEL_1);
void HAL_TIM_OC_DelayElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
if(htim->Instance==htim16.Instance)
{
if(htim->Channel==HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1)
{
if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_12)==GPIO_PIN_RESET)
{
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim16,TIM_CHANNEL_1,__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim16)+300);
}
else
{
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim16,TIM_CHANNEL_1,__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim16)+500);
}
}
}
}如果不清楚这if怎么写，可以去定义里面找：
去找TIM_HandleTypeDef的定义：
再去找HAL_TIM_ActiveChannel的定义：（就找到了）（枚举）
没有示波器，只用万用表简单测试了一下，感觉电压差不多，然后再去找示波器看一下吧，主要是STM32G431RB好像KEIL不支持它的虚拟示波器，我也没逻辑测试仪，然后看玩再放图吧。
更新：2022.4.7
使用示波器看过了，程序没有问题，注意使用的是__HAL_TIM_GET_COUNTER，不是__HAL_TIM_GET_COMPARE。
同时如果只是简单的配置不同频率的50%pwm，不需要判断高低电平了,这杨相当各200的高电平和低电平
void HAL_TIM_OC_DelayElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
if(htim->Instance==TIM4)
{
if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1)
{
__HAL_TIM_SET_COMPARE(htim,TIM_CHANNEL_1,(__HAL_TIM_GetCounter(htim)+200));//5Khz
}
}输入捕获模式：
输入捕获可以对输入的信号的上升沿，下降沿或者双边沿进行捕获，常用的有测量输入信号的脉
宽和测量 PWM 输入信号的频率和占空比这两种。
1.普通捕获：
main函数中：
HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim4,TIM_CHANNEL_1);输入捕获的中断回调函数：
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
if(htim->Instance==htim4.Instance)
{
if(htim->Channel==HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1)
{
PWM_count=__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim4);
__HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim4,0);
frequency=1000000/PWM_count;
}
}
}读出当前计数值，清空，频率就是之前配置的80M/(79+1)/__HAL_TIM_GET_COUNTER()
2.PWM输入模式（输入捕获的一种特殊形式）：
在main函数中：
HAL_TIM_IC_Start_IT( &htim2, TIM_CHANNEL_1);
HAL_TIM_IC_Start_IT( &htim2, TIM_CHANNEL_2);在中断回调函数中：
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
if(htim->Instance==htim2.Instance)
{
if(htim->Channel==HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1)
{
PWM_count1=HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim2,TIM_CHANNEL_1)+1;
}
else if(htim->Channel==HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2)
{
PWM_count2=HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim2,TIM_CHANNEL_2)+1;
}
}
}由此读出来PWM_count1是总周期数，PWM_count2是低电平数 。
我认为input capture direct mode是读取整个周期的，把他设置为上升沿就会在高电平来到时触发，input capture indirect mode则也同时开始，然后再下降沿到来时停止计数，而前一个则一直计算到下一个上升沿。（最后结果都需要加1）.
剩下还有很多不会的不理解的，以后慢慢加深学习吧。
对输入捕获的理解，当我们配置了某个定时器的某个通道为输入捕获时，对一个未知的pwm进行采集，比如设置在高电平时触发的话，在高电平来到后，记录此时该定时器的CNT寄存器，即该定时器在预分频下采集到的计数值，然后记得每次采集完清空该CNT，否则就会累加。
例如：预分频设置为79，而该时钟是80M的，比如CNT的值是1000，那么这个未知的pwm的频率就是80M/(79+1)/1000
