STM32 HAL库函数——HAL_TIM_Base_Start_IT()详解

以STM32G030C8T6中的HAL_TIM_Base_Start_IT()函数为例，进行解释；

一、函数原型和源代码

函数原型：

HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_Base_Start_IT(TIM_HandleTypeDef *htim);

二、函数用法详解：

函数原型：

HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_Base_Start_IT(TIM_HandleTypeDef *htim);

该函数用于启动定时器的中断模式。在使用该函数之前，需要先初始化好定时器的配置，并将相关的中断处理函数注册到对应的中断向量中。

2.1 参数

• htim：指向TIM_HandleTypeDef结构体的指针，包含了定时器的实例和配置信息。

返回值：

• HAL_OK：函数执行成功。
• 其他值：函数执行失败。

2.1.1 TIM_HandleTypeDef结构体详解

TIM_HandleTypeDef结构体是用于配置和管理定时器的HAL库结构体之一。它包含了定时器的实例和配置信息，用于对定时器进行初始化和操作。

TIM_HandleTypeDef结构体定义如下：

typedef struct
{
  TIM_TypeDef                 *Instance;      // 定时器实例
  TIM_Base_InitTypeDef        Init;           // 定时器基本配置
  HAL_TIM_ActiveChannel       Channel;        // 定时器活动通道
  DMA_HandleTypeDef          *hdma[TIM_DMA_ID_CC1];  // 定时器DMA句柄数组
  HAL_LockTypeDef             Lock;           // 定时器锁
  __IO HAL_TIM_StateTypeDef   State;          // 定时器状态
} TIM_HandleTypeDef;

结构体成员解释如下：

• Instance：指向TIM_TypeDef的指针，表示定时器的实例。TIM_TypeDef是一个包含了定时器寄存器的结构体，用于对寄存器进行配置和操作。
• Init：定时器基本配置，是一个TIM_Base_InitTypeDef类型的结构体变量，包含了定时器的时钟分频系数、计数模式、自动重装载值等信息。
• Channel：定时器活动通道，用于指示当前活动的通道。在定时器的输入捕获和输出比较等功能中使用。
• hdma[TIM_DMA_ID_CC1]：定时器DMA句柄数组，用于配置和管理定时器的DMA传输。在使用DMA传输时，可以将DMA句柄与定时器关联。
• Lock：定时器锁，用于保护对定时器的并发访问。在多线程或中断环境中使用。
• State：定时器状态，表示定时器的当前状态。是一个HAL_TIM_StateTypeDef类型的枚举变量，包括以下值：
  • HAL_TIM_STATE_RESET：定时器已复位。
  • HAL_TIM_STATE_READY：定时器准备好并且未启动。
  • HAL_TIM_STATE_BUSY：定时器正在进行配置或操作。
  • HAL_TIM_STATE_TIMEOUT：定时器操作超时。
  • HAL_TIM_STATE_ERROR：定时器操作错误。

使用TIM_HandleTypeDef结构体的步骤如下：

1. 创建一个TIM_HandleTypeDef结构体的变量。
2. 初始化结构体的成员，特别是Instance和Init成员。
3. 调用HAL库提供的定时器初始化函数，并将TIM_HandleTypeDef结构体的地址作为参数传入。

例如，在使用HAL_TIM_Base_Start_IT()函数的示例中，就使用了TIM_HandleTypeDef结构体来配置定时器2的初始化信息。

注意事项：

• 在使用TIM_HandleTypeDef结构体时，需要根据具体的定时器实例和功能进行适当的配置和初始化。
• 需要根据定时器的特性和要求，正确设置Init成员的各个参数，以满足实际需求。
• 在使用DMA传输时，可以关联DMA句柄到hdma数组中的对应位置，以实现定时器与DMA的协同工作。
• 注意在多线程或中断环境中使用定时器时，使用锁机制保护对定时器的并发访问。

2.2 使用场景：

• 当需要定时器以中断模式工作时，可以使用该函数启动定时器的中断功能。

2.3 使用方法：

1. 首先，需要创建一个TIM_HandleTypeDef结构体的变量，并初始化其中的成员，包括定时器的实例、时钟分频系数、自动重装载值等。
2. 调用HAL_TIM_Base_Start_IT()函数，将上述结构体变量的地址作为参数传入。

三、函数使用示例：

#include "stm32g0xx_hal.h"

TIM_HandleTypeDef htim2;

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
  if (htim->Instance == TIM2)
  {
    // 在此处理定时器2中断事件
  }
}

int main(void)
{
  // 初始化定时器2的配置
  htim2.Instance = TIM2;
  htim2.Init.Prescaler = 0;
  htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
  htim2.Init.Period = 1000;

  // 初始化HAL库
  HAL_Init();

  // 配置定时器2
  HAL_TIM_Base_Init(&htim2);

  // 启动定时器2的中断模式
  HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);

  while (1)
  {
    // 主循环
  }
}

四、函数源代码

函数源代码：

/**
  * @brief  Starts the TIM Base generation in interrupt mode.
  * @param  htim TIM Base handle
  * @retval HAL status
  */
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_Base_Start_IT(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
  uint32_t tmpsmcr;

  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_TIM_INSTANCE(htim->Instance));

  /* Check the TIM state */
  if (htim->State != HAL_TIM_STATE_READY)
  {
    return HAL_ERROR;
  }

  /* Set the TIM state */
  htim->State = HAL_TIM_STATE_BUSY;

  /* Enable the TIM Update interrupt */
  __HAL_TIM_ENABLE_IT(htim, TIM_IT_UPDATE);

  /* Enable the Peripheral, except in trigger mode where enable is automatically done with trigger */
  if (IS_TIM_SLAVE_INSTANCE(htim->Instance))
  {
    tmpsmcr = htim->Instance->SMCR & TIM_SMCR_SMS;
    if (!IS_TIM_SLAVEMODE_TRIGGER_ENABLED(tmpsmcr))
    {
      __HAL_TIM_ENABLE(htim);
    }
  }
  else
  {
    __HAL_TIM_ENABLE(htim);
  }

  /* Return function status */
  return HAL_OK;
}

五、函数逐行解释

逐行解释该函数的代码：

HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_Base_Start_IT(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
  uint32_t tmpsmcr;

  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_TIM_INSTANCE(htim->Instance));

• 该行代码检查传入的参数是否合法，确保传入的定时器实例是一个有效的TIM实例。

  /* Check the TIM state */
  if (htim->State != HAL_TIM_STATE_READY)
  {
    return HAL_ERROR;
  }

• 该行代码检查定时器的状态，如果定时器的状态不是HAL_TIM_STATE_READY（准备就绪）状态，则返回错误状态HAL_ERROR。

  /* Set the TIM state */
  htim->State = HAL_TIM_STATE_BUSY;

• 该行代码将定时器的状态设置为HAL_TIM_STATE_BUSY（忙碌）状态，表示定时器正在进行配置或操作。

  /* Enable the TIM Update interrupt */
  __HAL_TIM_ENABLE_IT(htim, TIM_IT_UPDATE);

• 该行代码使能定时器的更新中断，即使能定时器的溢出中断。

  /* Enable the Peripheral, except in trigger mode where enable is automatically done with trigger */
  if (IS_TIM_SLAVE_INSTANCE(htim->Instance))
  {
    tmpsmcr = htim->Instance->SMCR & TIM_SMCR_SMS;
    if (!IS_TIM_SLAVEMODE_TRIGGER_ENABLED(tmpsmcr))
    {
      __HAL_TIM_ENABLE(htim);
    }
  }
  else
  {
    __HAL_TIM_ENABLE(htim);
  }

• 该段代码根据定时器的类型（主定时器或从定时器）来使能定时器。
  • 如果是从定时器，会进一步判断是否处于触发模式，并根据触发模式的使能状态来决定是否使能定时器。
  • 如果是主定时器，直接使能定时器。

  /* Return function status */
  return HAL_OK;
}

• 该行代码表示函数执行成功，返回HAL_OK状态。

该函数的作用是启动定时器的中断模式，具体步骤包括：

• 检查传入的参数是否合法。
• 检查定时器的状态，确保定时器处于准备就绪状态。
• 设置定时器的状态为忙碌状态。
• 使能定时器的更新中断。
• 根据定时器的类型和触发模式的使能状态，使能定时器。
• 返回函数执行成功的状态HAL_OK。

六、函数使用注意事项

在使用HAL_TIM_Base_Start_IT函数时，需要注意以下事项：

1. 参数合法性检查：在调用函数之前，需要确保传入的TIM_HandleTypeDef结构体指针（htim）是有效的，并且对应的定时器实例（htim->Instance）是一个合法的TIM实例。

2. 定时器状态检查：在调用函数之前，需要确保定时器的状态（htim->State）处于HAL_TIM_STATE_READY（准备就绪）状态。如果定时器状态不正确，调用函数可能会返回错误状态HAL_ERROR。

3. 定时器中断处理函数：在启用定时器中断模式后，需要编写相应的定时器中断处理函数。在中断处理函数中，可以执行特定的操作或任务，以响应定时器的中断事件。

4. 定时器配置：在调用HAL_TIM_Base_Start_IT函数之前，需要先对定时器进行正确的初始化和配置。这包括设置定时器的时钟分频系数、计数模式、自动重装载值等。根据实际需求，还可以配置其他定时器功能，如输入捕获、输出比较等。

5. 定时器使能：在启用定时器中断模式之前，需要确保定时器已经使能。在函数内部，会根据定时器的类型（主定时器或从定时器）和触发模式的使能状态来决定是否使能定时器。

6. 中断优先级设置：如果系统中存在多个中断，需要根据优先级要求设置定时器中断的优先级。确保定时器中断的优先级不会被其他中断抢占，以保证定时器中断的及时响应。

7. 适当的修改和调整：示例代码中的超时时间为5秒，可以根据实际需求和任务完成条件进行适当的修改和调整。例如，可以修改自动重装载值、时钟分频系数等参数，以满足特定的超时要求。

8. 定时器资源冲突：在使用多个定时器的情况下，需要注意定时器资源的冲突问题。确保不同的定时器实例使用不同的资源，避免冲突和干扰。

9. 可重入性：在多线程或中断环境中使用定时器时，需要注意保护对定时器的并发访问。可以使用适当的锁机制或其他同步手段，保证对定时器的操作是线程安全的。

10. HAL库版本兼容性：注意确保使用的HAL库版本与目标芯片和开发环境兼容，并且具备所需的功能和修复的问题。