STM32——使用定时器完成LED闪烁和串口发送

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实验环境

软件：
STM32CubeMX
KEIL5
mcuisp
串口通信助手
硬件：
STM32F103C8Tx
杜邦线，面包板，USB转TTL

一、定时器分类

• STM32F1 系列中，除了互联型的产品，共有 8 个定时器，分为基本定时器，通用定时器和高级定时器。
• 基本定时器 TIM6 和 TIM7 是一个 16 位的只能向上计数的定时器，只能定时，没有外部 IO。
• 通用定时器 TIM2/3/4/5 是一个 16 位的可以向上/下计数的定时器，可以定时，可以输出比较，可以输入捕捉，每个定时器有四个外部 IO。
• 高级定时器 TIM1/8是一个 16 位的可以向上/下计数的定时器，可以定时，可以输出比较，可以输入捕捉，还可以有三相电机互补输出信号，每个定时器有 8 个外部 IO。

二、基本定时器功能框图讲解

基本定时器的核心是时基，不仅基本定时器有，通用定时器和高级定时器也有。学习定时器时，我们先从简单的基本定时器学起，到了后面的通用和高级定时器的学习中，我们直接跳过时基部分的讲解即可。

1.时钟源
定时器时钟 TIMxCLK，即内部时钟 CK_INT，经 APB1 预分频器后分频提供，如果
APB1 预分频系数等于 1，则频率不变，否则频率乘以 2，库函数中 APB1 预分频的系
数是 2，即 PCLK1=36M，所以定时器时钟 TIMxCLK=36*2=72M。

2.计数器时钟
定时器时钟经过 PSC 预分频器之后，即 CK_CNT，用来驱动计数器计数。PSC 是一个
16 位的预分频器，可以对定时器时钟 TIMxCLK 进行 1~65536 之间的任何一个数进行分频。
具体计算方式为：CK_CNT=TIMxCLK/(PSC+1)。

3.计数器
计数器 CNT 是一个 16 位的计数器，只能往上计数，最大计数值为 65535。当计数达
到自动重装载寄存器的时候产生更新事件，并清零从头开始计数。

4.自动重装载寄存器
自动重装载寄存器 ARR 是一个 16 位的寄存器，这里面装着计数器能计数的最大数
值。当计数到这个值的时候，如果使能了中断的话，定时器就产生溢出中断。

5.定时时间的计算
定时器的定时时间等于计数器的中断周期乘以中断的次数。计数器在 CK_CNT 的驱动下，计一个数的时间则是 CK_CLK 的倒数，等于：1/（TIMxCLK/(PSC+1)），产生一次中断的时间则等于：1/（CK_CLK * ARR）。如果在中断服务程序里面设置一个变量 time，用来 记 录 中断 的 次 数，那 么 就 可以 计 算 出我们 需 要 的定 时 时 间等于 ： 1/CK_CLK * (ARR+1)*time。

三、使用HAL库配置定时器

1.选择stm32f103c8芯片

2.选择GPIOA_4模式为output，控制GPIOA_4引脚高低电平使LED灯闪烁

3.配置USART1为异步通信和相关参数

4.这里我们使用定时器2来实现定时的功能。如图所示，依次点击位置1，选中定时器2；位置2，配置定时器2的时钟源为内部时钟；位置3，分频系数为7，向上计数模式，计数周期为5000，使能自动重载模式。

分频系数那里虽然写的是7，但系统处理的时候会自动加上1，所以实际进行的是8分频。由于时钟我们一般会配置为8MHZ，所以8分频后得到1MHZ的时钟。1MHZ的时钟，计数5000次，得到时间5000/1000000=0.005秒。也就是每隔0.005秒定时器2会产生一次定时中断。

5.设置TIM2触发中断

6.时钟设置默认即可

7.创建代码

四、KEIL项目代码

1.在main函数中添加TIM启动函数

HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);

2.点击上述函数按F12进入hal_tim.c文件中，找到TIM触发中断函数HAL_TIM_PeriodElapsedCallback

在该函数中添加触发GPIOA_4引脚反转函数以及串口发送函数

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
  static uint32_t led_cont =0,usart_cont=0;//led_cont led计数参数；usart_cont串口计数参数
	uint8_t hello[20]="hello windows\n";//串口发送的数据

	if(htim->Instance == TIM2)
	{
		if(++led_cont == 400)//当计数达到400时即2秒
		{
			led_cont=0;
			HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_4);//反转GPIOA_4电平
		}
		if(++usart_cont == 1000)//当计数达到1000即5秒
		{
			usart_cont =0;
			HAL_UART_Transmit(&huart1,hello,20,100000);//使用usart串口发送数据
		}
	}
}

五、实物连线

根据设计的程序连接电路：
对于USB转TTL模块和stm32f103c8t6连接：
GND — GND
3v3 — 3v3
TXD — A10
RXD — A9

总电路：
红——A4

六、运行结果

将上述代码进行编译生成HEX文件，进行烧录，查看运行结果

七、总结

使用定时器TIM前需要了解TIM种类，通过项目要求选择适合的TIM，了解TIM系统框架可以帮助我们更好配置参数，了解执行过程。