【STM32F429开发板用户手册】第25章 STM32F429的TIM定时器基础知识和HAL库API
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第25章 STM32F429的TIM定时器基础知识和HAL库API
本章节为大家讲解TIM1 – TIM14共计14个定时器的基础知识和对应的HAL库API。
目录
第25章 STM32F429的TIM定时器基础知识和HAL库API
25.1 初学者重要提示
25.2 定时器基础知识
25.2.1 定时器TIM1-TIM14的区别
25.2.2 定时器的硬件框图
25.2.3 定时器的时基单元
25.2.4 定时器输出比较（PWM）
25.2.5 定时器输入捕获
25.3 定时器的HAL库用法
25.3.1 定时器寄存器结构体TIM_TypeDef
25.3.2 定时器句柄结构体TIM_HandleTypeDef
25.3.3 定时器输出比较结构体TIM_OC_InitTypeDef
25.3.4 定时器输入捕获结构体TIM_IC_InitTypeDef
25.3.5 定时器的底层配置（GPIO，时钟，中断等）
25.3.6 定时器的状态标志清除问题
25.3.7 定时器初始化流程总结
25.4 源文件stm32f4xx_hal_tim.c
25.4.1 函数HAL_TIM_Base_Init
25.4.2 函数HAL_TIM_Base_Start
25.4.3 函数HAL_TIM_PWM_Init
25.4.4 函数HAL_TIM_PWM_ConfigChannel
25.4.5 函数HAL_TIM_PWM_Start
25.4.6 函数HAL_TIM_IC_Init
25.4.7 函数HAL_TIM_IC_ConfigChannel
25.4.8 函数HAL_TIM_IC_Start_IT
25.4.9 函数HAL_TIM_OC_Init
25.4.10 函数HAL_TIM_OC_ConfigChannel
25.4.11 函数HAL_TIM_OC_Start
25.5 总结
25.1 初学者重要提示
- 学习定时器外设推荐从硬件框图开始了解基本的功能特性，然后逐步深入了解各种特性，这种方式方便记忆和以后查阅。
- 特别注意STM32F4的TIM1,8,15,16,17才有RCR重复计数器，其它都没用的。
- STM32的单个定时器中不同通道可以配置不同频率PWM。http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=89008 。
- STM32f4的TIM1-TIM14中断入口函数名使用时要注意，别搞错了：
TIM1_BRK_IRQHandler TIM1_UP_IRQHandler TIM1_TRG_COM_IRQHandler TIM1_CC_IRQHandler TIM2_IRQHandler TIM3_IRQHandler TIM4_IRQHandler TIM5_IRQHandler TIM6_DAC_IRQHandler <------------------要注意 TIM7_IRQHandler TIM8_BRK_TIM12_IRQHandler <------------------要注意，定时器12也是用的这个 TIM8_UP_TIM13_IRQHandler <------------------要注意，定时器13也是用的这个 TIM8_TRG_COM_TIM14_IRQHandler <------------------要注意，定时器14也是用的这个 TIM8_CC_IRQHandler
25.2 定时器基础知识
注，不同定时支持的功能略有区别，基础定时器功能较少，TIM1和TIM8高级定时器功能多些。
- TIM2和TIM5是32位定时器，其它定时器都是16位定时器。16位和32位的区别是CNT计数器范围不同，32位的范围是0 到2^32 – 1，而16位的是0到65535；它们支持的分频是范围是一样的，都是1到65535。
- 计数器支持递增、递减和递增/递减二合一。
- 多个独立通道，可用于：
– 输入捕获。
– 输出比较。
– PWM 生成（边沿和中心对齐模式）。
– 单脉冲模式输出。
- 带死区插入，断路功能和PWM互补输出，效果可看此贴：
http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=88997 。
- 发生如下事件时生成中断/DMA 请求：
– 更新：计数器上溢/下溢、计数器初始化（通过软件或内部/外部触发）
– 触发事件（计数器启动、停止、初始化或通过内部/外部触发计数）
– 输入捕获
– 输出比较
- 支持增量式编码器和霍尔传感器。
25.2.1 定时器TIM1-TIM14的区别
STM32F4支持的定时器有点多，要简单的区分下。粗略的比较如下：
通过上面的表格，至少要了解到以下两点：
- STM32F4的定时器主要分为高级定时器，通用定时器，基础定时器和低功耗定时器。
- TIM2和TIM5是32位定时器，其它都是16位定时器。
25.2.2 定时器的硬件框图
认识一个外设，最好的方式就是看他的框图，方便我们快速的了解定时器的基本功能，然后再看手册了解细节。
下面我们直接看最复杂的高级定时器TIM1&TIM8框图：
通过这个框图，我们可以得到如下信息：
- TIMx_ETR接口
外部触发输入接口。ETR支持多种输入源：输入引脚（默认配置）、比较器输出和模拟看门狗。
- 截图左侧的TIMx_CH1，TIMx_CH2，TIMx_CH3和TIMx_CH4接口
这四个通道主要用于输入捕获，可以计算波形频率和脉宽。
- TIMx_BKIN和TIMx_BKIN2接口
断路功能，主要用于保护由 TIM1 和 TIM8 定时器产生的 PWM 信号所驱动的功率开关
- TRGO内部输出通道
主要用于定时器级联，ADC和DAC的定时器触发。
- 4组输出比较单元OC1到OC6
OC1到OC4有对应的输出引脚。
- 截图右侧的输出比较通道TIMx_CH1，TIMx_CH1N，TIMx_CH2，TIMx_CH2N，TIMx_CH3，TIMx_CH3N和TIMx_CH4
主要用于PWM输出，注意CH1到CH3有互补输出，而CH4没有互补输出。
- 其它框图里面未展示出来功能
定时器TIM1&TIM8还支持的其它功能在用到的时候再做说明。
25.2.3 定时器的时基单元
定时器要工作就需要一个基本时基单元，而基本的时基单元是由下面几个寄存器组成的：
- 预分频器寄存器 (TIMx_PSC)
用于设置定时器的分频，比如定时器的主频是168MHz，通过此寄存器可以将其设置为168MHz，84MHz，42MHz等分频值。
注：预分频器有个缓冲功能，可以让用户实时更改，新的预分频值将在下一个更新事件发生时被采用（以递增计数模式为例，就是CNT计数值达到ARR自动重装寄存器的数值时会产生更新事件）。
- 计数器寄存器 (TIMx_CNT)
计数器是最基本的计数单元，计数值是建立在分频的基础上面，比如通过TIMx_PSC设置分频后的频率为100MHz，那么计数寄存器计一次数就是10ns。
- 自动重载寄存器 (TIMx_ARR)
自动重装寄存器是CNT计数寄存器能达到的最大计数值，以递增计数模式为例，就是CNT计数器达到ARR寄存器数值时，重新从0开始计数。
注，自动重载寄存器是预装载的。对自动重载寄存器执行写入或读取操作时会访问预装载寄存器。预装载寄存器的内容既可以立即传送到影子寄存器（让设置立即起到效果的寄存器），也可以在每次发生更新事件时传送到影子寄存器。简单的说就是让ARR寄存器的数值立即更新还是更新事件发送的时候更新。
- 重复计数器寄存器 (TIMx_RCR)
以递增计数模式为例，当CNT计数器数值达到ARR自动重载数值时，重复计数器的数值加1，重复次数达到TIMx_RCR+ 1后就，将生成更新事件。
注，只有TIM1，TIM8，TIM15，TIM16，TIM17有此寄存器。
比如我们要配置定时器实现周期性的中断，主要使用这几个寄存器即可。
25.2.4 定时器输出比较（PWM）
使用定时器时基单元的那几个寄存器仅仅能设置周期，还不能设置占空比。针对这个问题，还需要比较捕获寄存CCR的参与，这样就可以设置占空比了。
为了方便大家理解，以PWM 边沿对齐模式，递增计数配置为例：
- 当计数器TIMx_CNT < 比较捕获寄存器TIMx_CCRx期间，PWM参考信号OCxREF输出高电平。
- 当计数器TIMx_CNT >= 比较捕获寄存器TIMx_CCRx期间， PWM参考信号OCxREF输出低电平。
- 当比较捕获寄存器TIMx_CCRx > 自动重载寄存器TIMx_ARR，OCxREF保持为1。
- 当比较捕获寄存器TIMx_CCRx = 0，则OCxRef保持为0。
下面是TIMx_ARR=8的波形效果：
25.2.5 定时器输入捕获
与PWM一样，使用定时器实现输入捕获，仅靠时基单元的那几个寄存器是不行的，我们需要一个寄存器来记录发生捕获时的具体时间，这个寄存器依然由比较捕获寄存器TIMx_CCRx来实现。
比如我们要测量一路方波的周期：
- 配置定时器为输入捕获模式，上升沿触发，设置分频，自动重装等寄存器，比如设置的CNT计数器计数1次是1微秒。
- 当有上升沿触发的时候，TIMx_CCRx寄存器就会自动记录当前的CNT数值，然后用户就可以通过CC中断，在中断复位程序里面保存当前的TIMx_CCRx寄存器数值。等下次再检测到上升沿触发，两次时间求差就可以得到方波的周期。
不过这里要特别注意一点，如果CNT发生溢出（比如16位定时器，计数到65535就溢出了）就需要特别处理下，将CNT计数溢出考虑进来。
25.3 定时器的HAL库用法
定时器的HAL库用法其实就是几个结构体变量成员的配置和使用，然后配置GPIO、时钟，并根据需要配置NVIC、中断和DMA。下面我们逐一展开为大家做个说明。
25.3.1 定时器寄存器结构体TIM_TypeDef
定时器相关的寄存器是通过HAL库中的结构体TIM_TypeDef定义的，在stm32f4xx.h中可以找到这个类型定义：
typedef struct
{
__IO uint32_t CR1; /*!< TIM control register 1, Address offset: 0x00 */
__IO uint32_t CR2; /*!< TIM control register 2, Address offset: 0x04 */
__IO uint32_t SMCR; /*!< TIM slave mode control register, Address offset: 0x08 */
__IO uint32_t DIER; /*!< TIM DMA/interrupt enable register, Address offset: 0x0C */
__IO uint32_t SR; /*!< TIM status register, Address offset: 0x10 */
__IO uint32_t EGR; /*!< TIM event generation register, Address offset: 0x14 */
__IO uint32_t CCMR1; /*!< TIM capture/compare mode register 1, Address offset: 0x18 */
__IO uint32_t CCMR2; /*!< TIM capture/compare mode register 2, Address offset: 0x1C */
__IO uint32_t CCER; /*!< TIM capture/compare enable register, Address offset: 0x20 */
__IO uint32_t CNT; /*!< TIM counter register, Address offset: 0x24 */
__IO uint32_t PSC; /*!< TIM prescaler, Address offset: 0x28 */
__IO uint32_t ARR; /*!< TIM auto-reload register, Address offset: 0x2C */
__IO uint32_t RCR; /*!< TIM repetition counter register, Address offset: 0x30 */
__IO uint32_t CCR1; /*!< TIM capture/compare register 1, Address offset: 0x34 */
__IO uint32_t CCR2; /*!< TIM capture/compare register 2, Address offset: 0x38 */
__IO uint32_t CCR3; /*!< TIM capture/compare register 3, Address offset: 0x3C */
__IO uint32_t CCR4; /*!< TIM capture/compare register 4, Address offset: 0x40 */
__IO uint32_t BDTR; /*!< TIM break and dead-time register, Address offset: 0x44 */
__IO uint32_t DCR; /*!< TIM DMA control register, Address offset: 0x48 */
__IO uint32_t DMAR; /*!< TIM DMA address for full transfer, Address offset: 0x4C */
__IO uint32_t OR; /*!< TIM option register, Address offset: 0x50 */
} TIM_TypeDef;
这个结构体的成员名称和排列次序和CPU的定时器寄存器是一 一对应的。
__IO表示volatile, 这是标准C语言中的一个修饰字，表示这个变量是非易失性的，编译器不要将其优化掉。core_m4.h 文件定义了这个宏：
#define __O volatile /*!< Defines 'write only' permissions */ #define __IO volatile /*!< Defines 'read / write' permissions */
下面我们看下定时器的定义，在stm32f4xx.h文件。
#define PERIPH_BASE 0x40000000UL #define APB1PERIPH_BASE PERIPH_BASE #define APB2PERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x00010000UL) /*!< APB2 peripherals */ #define TIM1_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x0000UL) <----- 展开这个宏，(TIM_TypeDef *) 0x40000000 #define TIM8_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x0400UL) #define TIM9_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x4000UL) #define TIM10_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x4400UL) #define TIM11_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x4800UL) /*!< APB1 peripherals */ #define TIM2_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x0000UL) #define TIM3_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x0400UL) #define TIM4_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x0800UL) #define TIM5_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x0C00UL) #define TIM6_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x1000UL) #define TIM7_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x1400UL) #define TIM12_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x1800UL) #define TIM13_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x1C00UL) #define TIM14_BASE (APB1PERIPH_BASE + 0x2000UL) #define TIM1 ((TIM_TypeDef *) TIM1_BASE) #define TIM2 ((TIM_TypeDef *) TIM2_BASE) #define TIM3 ((TIM_TypeDef *) TIM3_BASE) #define TIM4 ((TIM_TypeDef *) TIM4_BASE) #define TIM5 ((TIM_TypeDef *) TIM5_BASE) #define TIM6 ((TIM_TypeDef *) TIM6_BASE) #define TIM7 ((TIM_TypeDef *) TIM7_BASE) #define TIM8 ((TIM_TypeDef *) TIM8_BASE) #define TIM9 ((TIM_TypeDef *) TIM9_BASE) #define TIM10 ((TIM_TypeDef *) TIM10_BASE) #define TIM11 ((TIM_TypeDef *) TIM11_BASE) #define TIM12 ((TIM_TypeDef *) TIM12_BASE) #define TIM13 ((TIM_TypeDef *) TIM13_BASE) #define TIM14 ((TIM_TypeDef *) TIM14_BASE)
我们访问TIM2的CR1寄存器可以采用这种形式：TIM2->CR1 = 0；
25.3.2 定时器句柄结构体TIM_HandleTypeDef
HAL库在TIM_TypeDef的基础上封装了一个结构体TIM_HandleTypeDef，定义如下：
#if (USE_HAL_TIM_REGISTER_CALLBACKS == 1)
typedef struct __TIM_HandleTypeDef
#else
typedef struct
#endif
{
TIM_TypeDef *Instance; /*!< Register base address */
TIM_Base_InitTypeDef Init; /*!< TIM Time Base required parameters */
HAL_TIM_ActiveChannel Channel; /*!< Active channel */
DMA_HandleTypeDef *hdma[7]; /*!< DMA Handlers array
This array is accessed by a @ref DMA_Handle_index */
HAL_LockTypeDef Lock; /*!< Locking object */
__IO HAL_TIM_StateTypeDef State; /*!< TIM operation state */
#if (USE_HAL_TIM_REGISTER_CALLBACKS == 1)
void (* Base_MspInitCallback)(struct __TIM_HandleTypeDef *htim); /*!< TIM Base Msp Init Callback */
void (* Base_MspDeInitCallback)(struct __TIM_HandleTypeDef *htim); /*!< TIM Base Msp DeInit Callback */
/* 省略 */
#endif
} TIM_HandleTypeDef;
通过条件编译USE_HAL_TIM_REGISTER_CALLBACKS，每个定时器可以有独立的注册回调，不用多个定时公用一个回调函数。
这里重点介绍前四个参数，其它参数主要是HAL库内部使用的。
TIM_TypeDef *Instance
这个参数是寄存器的例化，方便操作寄存器，比如使能定时器的计数器。
SET_BIT(huart->Instance->CR1, TIM_CR1_CEN)。
TIM_Base_InitTypeDef Init
这个参数是用户接触最多的，用于配置定时器的基本参数。
TIM_Base_InitTypeDef结构体的定义如下：
typedef struct
{
uint32_t Prescaler;
uint32_t CounterMode;
uint32_t Period;
uint32_t ClockDivision;
uint32_t RepetitionCounter;
uint32_t AutoReloadPreload;
} TIM_Base_InitTypeDef;
- 成员Prescaler
用于设置定时器分频，对于32位的TIM2和TIM5范围是0到0xFFFFFFFF，其它定时器是0到0xFFFF。
- 成员CounterMode
用于设置计数模式，向上计数模式、向下计数模式和中心对齐模式。
#define TIM_COUNTERMODE_UP 0x00000000U /*!< Counter used as up-counter */ #define TIM_COUNTERMODE_DOWN TIM_CR1_DIR /*!< Counter used as down-counter */ #define TIM_COUNTERMODE_CENTERALIGNED1 TIM_CR1_CMS_0 /*!< Center-aligned mode 1 */ #define TIM_COUNTERMODE_CENTERALIGNED2 TIM_CR1_CMS_1 /*!< Center-aligned mode 2 */ #define TIM_COUNTERMODE_CENTERALIGNED3 TIM_CR1_CMS /*!< Center-aligned mode 3 */
- 成员Period
用于设置定时器周期，对于32位的TIM2和TIM5范围是0到0xFFFFFFFF，其它定时器是0到0xFFFF。
- 成员ClockDivision
用于指示定时器时钟 (CK_INT) 频率与死区发生器以及数字滤波器（ETR、TIx）所使用的死区及采样时钟 (tDTS) 之间的分频比。
#define TIM_CLOCKDIVISION_DIV1 0x00000000U /*!< Clock division: tDTS=tCK_INT */ #define TIM_CLOCKDIVISION_DIV2 TIM_CR1_CKD_0 /*!< Clock division: tDTS=2*tCK_INT */ #define TIM_CLOCKDIVISION_DIV4 TIM_CR1_CKD_1 /*!< Clock division: tDTS=4*tCK_INT */
- 成员RepetitionCounter
用于设置重复计数器，仅TIM1和TIM8有，其它定时器没有。作用是每当计数器上溢/下溢时，重复计数器减1，当减到零时，才会生成更新事件，这个在生成PWM时比较有用。
- 成员AutoReloadPreload
用于设置定时器的ARR自动重装寄存器是更新事件产生时写入有效还是立即写入有效。如果使能了表示更新事件产生时写入有效，否则反之。
#define TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE 0x00000000U /*!< TIMx_ARR register is not buffered */ #define TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE TIM_CR1_ARPE /*!< TIMx_ARR register is buffered */
HAL_TIM_ActiveChannel Channel;
用于设置定时器通道，比如TIM1和TIM8都是4个通道。
typedef enum
{
HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1 = 0x01U, /*!< The active channel is 1 */
HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2 = 0x02U, /*!< The active channel is 2 */
HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_3 = 0x04U, /*!< The active channel is 3 */
HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_4 = 0x08U, /*!< The active channel is 4 */
HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_CLEARED = 0x00U /*!< All active channels cleared */
}HAL_TIM_ActiveChannel;
DMA_HandleTypeDef *hdma[7];
用于关联DMA。
此结构体使用举例：配置定时器参数，其实就是配置结构体TIM_HandleTypeDef的成员。
TIM_HandleTypeDef TimHandle = {0};
/*
定时器中断更新周期 = TIMxCLK / usPrescaler + 1）/usPeriod + 1）
*/
TimHandle.Instance = TIMx;
TimHandle.Init.Prescaler = usPrescaler;
TimHandle.Init.Period = usPeriod;
TimHandle.Init.ClockDivision = 0;
TimHandle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
TimHandle.Init.RepetitionCounter = 0;
TimHandle.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
if (HAL_TIM_Base_Init(&TimHandle) != HAL_OK)
{
Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
}
25.3.3 定时器输出比较结构体TIM_OC_InitTypeDef
此结构体主要用于定时器的输出比较，定义如下：
typedef struct
{
uint32_t OCMode;
uint32_t Pulse;
uint32_t OCPolarity;
uint32_t OCNPolarity;
uint32_t OCFastMode;
uint32_t OCIdleState;
uint32_t OCNIdleState;
} TIM_OC_InitTypeDef;
下面将这几个参数一 一做个说明。
- OCMode
用于配置输出比较模式，支持的模式较多：
#define TIM_OCMODE_TIMING 0x00000000U #define TIM_OCMODE_ACTIVE TIM_CCMR1_OC1M_0 #define TIM_OCMODE_INACTIVE TIM_CCMR1_OC1M_1 #define TIM_OCMODE_TOGGLE (TIM_CCMR1_OC1M_1 | TIM_CCMR1_OC1M_0) #define TIM_OCMODE_PWM1 (TIM_CCMR1_OC1M_2 | TIM_CCMR1_OC1M_1) #define TIM_OCMODE_PWM2 (TIM_CCMR1_OC1M_2 | TIM_CCMR1_OC1M_1 | TIM_CCMR1_OC1M_0) #define TIM_OCMODE_FORCED_ACTIVE (TIM_CCMR1_OC1M_2 | TIM_CCMR1_OC1M_0) #define TIM_OCMODE_FORCED_INACTIVE TIM_CCMR1_OC1M_2
- Pulse
可用于设置占空比，对应定时器的CCR寄存器，32位的TIM2和TIM5范围是0到0xFFFFFFFF。
- OCPolarity
设置输出极性，可选高电平或低电平有效。
#define TIM_OCPOLARITY_HIGH 0x00000000U #define TIM_OCPOLARITY_LOW TIM_CCER_CC1P /
- OCNPolarity
互补输出极性设置，可选高电平或者低电平有效。
#define TIM_OCNPOLARITY_HIGH 0x00000000U #define TIM_OCNPOLARITY_LOW TIM_CCER_CC1NP
- OCFastMode
快速输出模式使能，仅OCMode配置为PWM1或者PWM2模式时才有意义。
#define TIM_OCFAST_DISABLE 0x00000000U #define TIM_OCFAST_ENABLE TIM_CCMR1_OC1FE
- OCIdleState
空闲状态时，设置输出比较引脚的电平状态。
#define TIM_OCIDLESTATE_SET TIM_CR2_OIS1 #define TIM_OCIDLESTATE_RESET 0x00000000U
- OCNIdleState
空闲状态时，设置互补输出引脚的电平状态。
#define TIM_OCNIDLESTATE_SET TIM_CR2_OIS1N #define TIM_OCNIDLESTATE_RESET 0x00000000U
25.3.4 定时器输入捕获结构体TIM_IC_InitTypeDef
此结构体主要用于定时器的输入捕获，定义如下：
typedef struct
{
uint32_t ICPolarity;
uint32_t ICSelection;
uint32_t ICPrescaler;
uint32_t ICFilter;
} TIM_IC_InitTypeDef;
下面将这几个参数一 一做个说明。
- ICPolarity
输入触发极性，可以选择上升沿，下降沿或者双沿触发。
#define TIM_ICPOLARITY_RISING TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING #define TIM_ICPOLARITY_FALLING TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING #define TIM_ICPOLARITY_BOTHEDGE TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_BOTHEDGE
- ICSelection
输入捕获通道选择，可以选择直接输入（即CC1选择TI1，CC2选择TI2等），间接输入（CC1选择TI2，CC3选择TI4等）或者TRC。
#define TIM_ICSELECTION_DIRECTTI (TIM_CCMR1_CC1S_0) #define TIM_ICSELECTION_INDIRECTTI (TIM_CCMR1_CC1S_1) #define TIM_ICSELECTION_TRC (TIM_CCMR1_CC1S)
- ICPrescaler
输入捕获分频，表示每捕获1，2，4或8个事件后表示一次捕获。
#define TIM_ICPSC_DIV1 0x00000000U #define TIM_ICPSC_DIV2 (TIM_CCMR1_IC1PSC_0) #define TIM_ICPSC_DIV4 (TIM_CCMR1_IC1PSC_1) #define TIM_ICPSC_DIV8 (TIM_CCMR1_IC1PSC)
- ICFilter
输入捕获滤波器，可以定义采样频率和多少个连续事件才视为有效的触发，参数范围0到15。具体定义如下，其中fCK_INT表示定时器时钟，fDTS表示死区时间采样率，N表示这么多个事件代表一次有效边沿。
0000：无滤波器，按 fDTS 频率进行采样 0001： fSAMPLING=fCK_INT， N=2 0010： fSAMPLING=fCK_INT， N=4 0011： fSAMPLING=fCK_INT， N=8 0100： fSAMPLING=fDTS/2， N=6 0101： fSAMPLING=fDTS/2， N=8 0110： fSAMPLING=fDTS/4， N=6 0111： fSAMPLING=fDTS/4， N=8 1000： fSAMPLING=fDTS/8， N=6 1001： fSAMPLING=fDTS/8， N=8 1010： fSAMPLING=fDTS/16， N=5 1011： fSAMPLING=fDTS/16， N=6 1100： fSAMPLING=fDTS/16， N=8 1101： fSAMPLING=fDTS/32， N=5 1110： fSAMPLING=fDTS/32， N=6
25.3.5 定时器的底层配置（GPIO，时钟，中断等）
HAL库有个自己的底层初始化回调函数，比如调用函数HAL_TIM_Base_Init就会调用HAL_TIM_Base_MspInit，此函数是弱定义的。
__weak void HAL_TIM_Base_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
/* Prevent unused argument(s) compilation warning */
UNUSED(htim);
/* NOTE : This function Should not be modified, when the callback is needed,
the HAL_TIM_Base_MspDeInit could be implemented in the user file
*/
}
用户可以在其它的C文件重定向，并将相对的底层初始化在里面实现。对应的底层复位函数HAL_TIM_Base_DeInit是在函数HAL_TIM_Base_MspDeInit里面被调用的，也是弱定义的。
当然，用户也可以自己初始化，不限制必须在两个函数里面实现。
定时器外设的基本参数配置完毕后还不能使用，还需要配置GPIO、时钟、中断等参数，比如下面配置TIM1使用PA8做PWM输出。
void HAL_TIM_PWM_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
/* 使能TIM1时钟 */
__HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE ();
/* 使能GPIOA时钟 */
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE ();
/* 设置TIM1使用PA8做PWM输出引脚，将其配置为输出，推挽，复用模式 */
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF1_TIM1;
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_8;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}
总结下来就是以下几点：
- 配置TIM时钟。
- 配置TIM所用到引脚和对应的GPIO时钟。
- 如果用到定时器中断，还需要通过NVIC配置中断。
- 如果用到DMA，还要配置DMA。
25.3.6 定时器的状态标志清除问题
下面我们介绍__HAL_TIM_GET_FLAG函数。这个函数用来检查定时器标志位是否被设置。
/** @brief Check whether the specified TIM interrupt flag is set or not. * @param __HANDLE__: specifies the TIM Handle. * @param __FLAG__: specifies the TIM interrupt flag to check. * This parameter can be one of the following values: * @arg TIM_FLAG_UPDATE: Update interrupt flag * @arg TIM_FLAG_CC1: Capture/Compare 1 interrupt flag * @arg TIM_FLAG_CC2: Capture/Compare 2 interrupt flag * @arg TIM_FLAG_CC3: Capture/Compare 3 interrupt flag * @arg TIM_FLAG_CC4: Capture/Compare 4 interrupt flag * @arg TIM_FLAG_CC5: Compare 5 interrupt flag * @arg TIM_FLAG_CC6: Compare 6 interrupt flag * @arg TIM_FLAG_COM: Commutation interrupt flag * @arg TIM_FLAG_TRIGGER: Trigger interrupt flag * @arg TIM_FLAG_BREAK: Break interrupt flag * @arg TIM_FLAG_BREAK2: Break 2 interrupt flag * @arg TIM_FLAG_SYSTEM_BREAK: System Break interrupt flag * @arg TIM_FLAG_CC1OF: Capture/Compare 1 overcapture flag * @arg TIM_FLAG_CC2OF: Capture/Compare 2 overcapture flag * @arg TIM_FLAG_CC3OF: Capture/Compare 3 overcapture flag * @arg TIM_FLAG_CC4OF: Capture/Compare 4 overcapture flag * @retval The new state of __FLAG__ (TRUE or FALSE). */ #define __HAL_TIM_GET_FLAG(__HANDLE__, __FLAG__) (((__HANDLE__)->Instance->SR &(__FLAG__)) == (__FLAG__))
前5个是比较常用的中断标志。
- TIM_FLAG_UPDATE
定时器更新标准，配置一个周期性的定时器中断要用到。
- TIM_FLAG_CC1
TIM_FLAG_CC2
TIM_FLAG_CC3
TIM_FLAG_CC4
捕获/比较标志，配置了捕获/比较中断要用到。
与标志获取函数__HAL_TIM_GET_FLAG对应的清除函数是__HAL_TIM_CLEAR_FLAG：
/** @brief Clear the specified TIM interrupt flag. * @param __HANDLE__: specifies the TIM Handle. * @param __FLAG__: specifies the TIM interrupt flag to clear. * This parameter can be one of the following values: * @arg TIM_FLAG_UPDATE: Update interrupt flag * @arg TIM_FLAG_CC1: Capture/Compare 1 interrupt flag * @arg TIM_FLAG_CC2: Capture/Compare 2 interrupt flag * @arg TIM_FLAG_CC3: Capture/Compare 3 interrupt flag * @arg TIM_FLAG_CC4: Capture/Compare 4 interrupt flag * @arg TIM_FLAG_CC5: Compare 5 interrupt flag * @arg TIM_FLAG_CC6: Compare 6 interrupt flag * @arg TIM_FLAG_COM: Commutation interrupt flag * @arg TIM_FLAG_TRIGGER: Trigger interrupt flag * @arg TIM_FLAG_BREAK: Break interrupt flag * @arg TIM_FLAG_BREAK2: Break 2 interrupt flag * @arg TIM_FLAG_SYSTEM_BREAK: System Break interrupt flag * @arg TIM_FLAG_CC1OF: Capture/Compare 1 overcapture flag * @arg TIM_FLAG_CC2OF: Capture/Compare 2 overcapture flag * @arg TIM_FLAG_CC3OF: Capture/Compare 3 overcapture flag * @arg TIM_FLAG_CC4OF: Capture/Compare 4 overcapture flag * @retval The new state of __FLAG__ (TRUE or FALSE). */ #define __HAL_TIM_CLEAR_FLAG(__HANDLE__, __FLAG__) ((__HANDLE__)->Instance->SR = ~(__FLAG__))
清除标志函数所支持的参数跟获取函数是一 一对应的。除了这两个函数，还是定时器的中断开启和中断关闭函数用的也比较多。
/** @brief Enable the specified TIM interrupt. * @param __HANDLE__: specifies the TIM Handle. * @param __INTERRUPT__: specifies the TIM interrupt source to enable. * This parameter can be one of the following values: * @arg TIM_IT_UPDATE: Update interrupt * @arg TIM_IT_CC1: Capture/Compare 1 interrupt * @arg TIM_IT_CC2: Capture/Compare 2 interrupt * @arg TIM_IT_CC3: Capture/Compare 3 interrupt * @arg TIM_IT_CC4: Capture/Compare 4 interrupt * @arg TIM_IT_COM: Commutation interrupt * @arg TIM_IT_TRIGGER: Trigger interrupt * @arg TIM_IT_BREAK: Break interrupt * @retval None */ #define __HAL_TIM_ENABLE_IT(__HANDLE__, __INTERRUPT__) ((__HANDLE__)->Instance->DIER |= (__INTERRUPT__)) /** @brief Disable the specified TIM interrupt. * @param __HANDLE__: specifies the TIM Handle. * @param __INTERRUPT__: specifies the TIM interrupt source to disable. * This parameter can be one of the following values: * @arg TIM_IT_UPDATE: Update interrupt * @arg TIM_IT_CC1: Capture/Compare 1 interrupt * @arg TIM_IT_CC2: Capture/Compare 2 interrupt * @arg TIM_IT_CC3: Capture/Compare 3 interrupt * @arg TIM_IT_CC4: Capture/Compare 4 interrupt * @arg TIM_IT_COM: Commutation interrupt * @arg TIM_IT_TRIGGER: Trigger interrupt * @arg TIM_IT_BREAK: Break interrupt * @retval None */ #define __HAL_TIM_DISABLE_IT(__HANDLE__, __INTERRUPT__) ((__HANDLE__)->Instance->DIER &= ~(__INTERRUPT__))
常用的也是前五个参数，1个定时器更新中断以及4个CC中断 。
注意：操作定时器的寄存器不限制必须要用HAL库提供的API，比如要操作寄存器CR1，直接调用TIM1->CR1操作即可。
25.3.7 定时器初始化流程总结
使用方法由HAL库提供：
第1步：通过下面几个函数配置定时器工作在相应的模式
- HAL_TIM_Base_Init
简单的定时器时基础功能
- HAL_TIM_OC_Init 和 HAL_TIM_OC_ConfigChannel
配置定时器产生输出比较信号
- HAL_TIM_PWM_Init 和 HAL_TIM_PWM_ConfigChannel
配置定时器产生PWM信号
- HAL_TIM_IC_Init 和 HAL_TIM_IC_ConfigChannel
配置定时器测量外部信号
- HAL_TIM_OnePulse_Init 和 HAL_TIM_OnePulse_ConfigChannel
配置定时器工作在单脉冲模式
- HAL_TIM_Encoder_Init
配置定时器使用编码器接口
第2步：定时器几个常用功能的底层初始化API，这个里面需要用户自己填第1步里面的几个函数会调用下面的API。
- 定时器基本功能 : HAL_TIM_Base_MspInit()
- 输入捕获 : HAL_TIM_IC_MspInit()
- 输出比较 : HAL_TIM_OC_MspInit()
- PWM输出 : HAL_TIM_PWM_MspInit()
- 单脉冲输出模式: HAL_TIM_OnePulse_MspInit()
- 编码器模式 : HAL_TIM_Encoder_MspInit()
第3步：底层初始化具体实现
第2步中函数的具体实现。
- 使用函数__HAL_RCC_TIMx_CLK_ENABLE()使能定时器时钟。
- 使用函数__HAL_RCC_GPIOx_CLK_ENABLE()使能定时器使用到的引脚时钟。
- 使用函数HAL_GPIO_Init()配置GPIO的复用功能。
- 如果使能了定时器中断，调用函数HAL_NVIC_SetPriority和HAL_NVIC_EnableIRQ配置。
- 如果使能了DMA，还需要做DMA的配置。
- 定时器默认使用APB时钟，如果使用外部时钟，调用函数HAL_TIM_ConfigClockSource可以配置。
第4步：启动定时器外设
- 定时器基础功能:
HAL_TIM_Base_Start()
HAL_TIM_Base_Start_DMA()
HAL_TIM_Base_Start_IT()
- 输入捕获 :
HAL_TIM_IC_Start()
HAL_TIM_IC_Start_DMA()
HAL_TIM_IC_Start_IT()
- 输出比较 :
HAL_TIM_OC_Start()
HAL_TIM_OC_Start_DMA()
HAL_TIM_OC_Start_IT()
- PWM输出：
HAL_TIM_PWM_Start()
HAL_TIM_PWM_Start_DMA()
HAL_TIM_PWM_Start_IT()
- 单脉冲模式：
HAL_TIM_OnePulse_Start()
HAL_TIM_OnePulse_Start_IT().
- 编码器模式：
HAL_TIM_Encoder_Start()
HAL_TIM_Encoder_Start_DMA()
HAL_TIM_Encoder_Start_IT().
第5步：定时器的DMA突发使用下面两个函数
- HAL_TIM_DMABurst_WriteStart()
- HAL_TIM_DMABurst_ReadStart()
定时器常用的功能，通过上面这几步即可实现。
25.4 源文件stm32f4xx_hal_tim.c
此文件涉及到的函数非常多，这里把几个常用的函数做个说明：
- HAL_TIM_Base_Init
- HAL_TIM_Base_Start
- HAL_TIM_PWM_Init
- HAL_TIM_PWM_ConfigChannel
- HAL_TIM_PWM_Start
- HAL_TIM_IC_Init
- HAL_TIM_IC_ConfigChannel
- HAL_TIM_IC_Start_IT
- HAL_TIM_OC_Init
- HAL_TIM_OC_ConfigChannel
- HAL_TIM_OC_Start
25.4.1 函数HAL_TIM_Base_Init
函数原型：
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_Base_Init(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
/* 检测是否是有效句柄 */
if (htim == NULL)
{
return HAL_ERROR;
}
/* 检测参数 */
assert_param(IS_TIM_INSTANCE(htim->Instance));
assert_param(IS_TIM_COUNTER_MODE(htim->Init.CounterMode));
assert_param(IS_TIM_CLOCKDIVISION_DIV(htim->Init.ClockDivision));
assert_param(IS_TIM_AUTORELOAD_PRELOAD(htim->Init.AutoReloadPreload));
if (htim->State == HAL_TIM_STATE_RESET)
{
/* 默认取消锁 */
htim->Lock = HAL_UNLOCKED;
/* 使用注册回调，这样每个定时器可以有独立的回调，无需多个定时器共用 */
#if (USE_HAL_TIM_REGISTER_CALLBACKS == 1)
/* 复位中断回调为兼容的弱回调 */
TIM_ResetCallback(htim);
if (htim->Base_MspInitCallback == NULL)
{
htim->Base_MspInitCallback = HAL_TIM_Base_MspInit;
}
/* 初始化底层硬件 : GPIO, CLOCK, NVIC */
htim->Base_MspInitCallback(htim);
#else
/* 初始化底层硬件 : GPIO, CLOCK, NVIC */
HAL_TIM_Base_MspInit(htim);
#endif /* USE_HAL_TIM_REGISTER_CALLBACKS */
}
/* 设置定时器状态忙 */
htim->State = HAL_TIM_STATE_BUSY;
/* 定时器基础配置 */
TIM_Base_SetConfig(htim->Instance, &htim->Init);
/* 设置定时器就绪 */
htim->State = HAL_TIM_STATE_READY;
return HAL_OK;
}
函数描述：
此函数用于初始化定时器基础配置。
函数参数：
- 第1个参数是TIM_HandleTypeDef类型结构体指针变量，用于配置要初始化的参数。
- 返回值，返回HAL_ERROR表示配置失败，HAL_OK表示配置成功，HAL_BUSY表示忙（操作中），HAL_TIMEOUT表示时间溢出。
注意事项：
- 从中心对齐计数器模式切换到递增/递减计数器模式需要重置计时器以避免意外的计数方向，因为在中心对齐模式下DIR位为只读。解决办法，在HAL_TIM_Base_Init之前调用HAL_TIM_Base_DeInit。
- 函数HAL_TIM_Base_MspInit用于初始化定时器的底层时钟、引脚等功能。需要用户自己在此函数里面实现具体的功能，由于这个函数是弱定义的，允许用户在工程其它源文件里面重新实现此函数。当然，不限制一定要在此函数里面实现，也可以像早期的标准库那样，用户自己初始化即可，更灵活些。
- 如果形参htim的结构体成员State没有做初始状态，这个地方就是个坑。特别是用户搞了一个局部变量TIM_HandleTypeDef TimHandle。
对于局部变量来说，这个参数就是一个随机值，如果是全局变量还好，一般MDK和IAR都会将全部变量初始化为0，而恰好这个 HAL_TIM_STATE_RESET = 0x00U。
解决办法有三：
方法1：用户自己初始定时器和涉及到的GPIO等。
方法2：定义TIM_HandleTypeDef TimHandle为全局变量。
方法3：下面的方法
if(HAL_TIM_Base_DeInit(&TimHandle) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
if(HAL_TIM_Base_Init(&TimHandle) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
使用举例：
TIM_HandleTypeDef TimHandle = {0};
/*
定时器中断更新周期 = TIMxCLK / usPrescaler + 1）/usPeriod + 1）
*/
TimHandle.Instance = TIMx;
TimHandle.Init.Prescaler = usPrescaler;
TimHandle.Init.Period = usPeriod;
TimHandle.Init.ClockDivision = 0;
TimHandle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
TimHandle.Init.RepetitionCounter = 0;
TimHandle.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
if (HAL_TIM_Base_Init(&TimHandle) != HAL_OK)
{
Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
}
25.4.2 函数HAL_TIM_Base_Start
函数原型：
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_Base_Start(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
assert_param(IS_TIM_INSTANCE(htim->Instance));
/* 设置定时器状态 */
htim->State= HAL_TIM_STATE_BUSY;
/* 使能定时器 */
__HAL_TIM_ENABLE(htim);
/* 设置定时器状态 */
htim->State= HAL_TIM_STATE_READY;
/* 返回HAL_OK */
return HAL_OK;
uint32_t tmpsmcr;
/* 检测参数状态 */
assert_param(IS_TIM_INSTANCE(htim->Instance));
/* 设置定时器状态忙 */
htim->State = HAL_TIM_STATE_BUSY;
/* 使能外设，除了触发模式，这个模式会自动使能 */
tmpsmcr = htim->Instance->SMCR & TIM_SMCR_SMS;
if (!IS_TIM_SLAVEMODE_TRIGGER_ENABLED(tmpsmcr))
{
__HAL_TIM_ENABLE(htim);
}
/* 设置定时器就绪 */
htim->State = HAL_TIM_STATE_READY;
/* 返回函数状态 */
return HAL_OK;
}
函数描述：
此函数比较简单，调用函数HAL_TIM_Base_Init配置了基础功能后，启动定时器。
函数参数：
- 第1个参数是TIM_HandleTypeDef类型结构体指针变量。
- 返回值，固定返回HAL_OK，表示初始化成功。
使用举例：
TIM_HandleTypeDef TimHandle = {0};
/*
定时器中断更新周期 = TIMxCLK / usPrescaler + 1）/usPeriod + 1）
*/
TimHandle.Instance = TIMx;
TimHandle.Init.Prescaler = usPrescaler;
TimHandle.Init.Period = usPeriod;
TimHandle.Init.ClockDivision = 0;
TimHandle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
TimHandle.Init.RepetitionCounter = 0;
TimHandle.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
if (HAL_TIM_Base_Init(&TimHandle) != HAL_OK)
{
Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
}
/* 启动定时器 */
if (HAL_TIM_Base_Start(&TimHandle) != HAL_OK)
{
Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
}
25.4.3 函数HAL_TIM_PWM_Init
函数原型：
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_PWM_Init(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
/* 检查句柄是否有效 */
if (htim == NULL)
{
return HAL_ERROR;
}
/* 检测参数 */
assert_param(IS_TIM_INSTANCE(htim->Instance));
assert_param(IS_TIM_COUNTER_MODE(htim->Init.CounterMode));
assert_param(IS_TIM_CLOCKDIVISION_DIV(htim->Init.ClockDivision));
assert_param(IS_TIM_AUTORELOAD_PRELOAD(htim->Init.AutoReloadPreload));
if (htim->State == HAL_TIM_STATE_RESET)
{
/* 默认取消锁 */
htim->Lock = HAL_UNLOCKED;
/* 使用注册回调，这样每个定时器可以有独立的回调，无需多个定时器共用 */
#if (USE_HAL_TIM_REGISTER_CALLBACKS == 1)
/* 复位中断回调为兼容的弱回调 */
TIM_ResetCallback(htim);
if (htim->PWM_MspInitCallback == NULL)
{
htim->PWM_MspInitCallback = HAL_TIM_PWM_MspInit;
}
/* 初始化底层硬件 : GPIO, CLOCK, NVIC */
htim->PWM_MspInitCallback(htim);
#else
/* 初始化底层硬件 : GPIO, CLOCK, NVIC */
HAL_TIM_PWM_MspInit(htim);
#endif
}
/* 设置定时器状态 */
htim->State = HAL_TIM_STATE_BUSY;
/* Init the base time for the PWM */
TIM_Base_SetConfig(htim->Instance, &htim->Init);
/* Initialize the TIM state*/
htim->State = HAL_TIM_STATE_READY;
return HAL_OK;
}
函数描述：
此函数用于初始化定时为PWM方式。
函数参数：
- 第1个参数是TIM_HandleTypeDef类型结构体指针变量，用于配置要初始化的参数。
- 返回值，返回HAL_ERROR表示配置失败，HAL_OK表示配置成功，HAL_BUSY表示忙（操作中），HAL_TIMEOUT表示时间溢出。
注意事项：
- 函数HAL_TIM_PWM_MspInit用于初始化定时器的底层时钟、引脚等功能。需要用户自己在此函数里面实现具体的功能，由于这个函数是弱定义的，允许用户在工程其它源文件里面重新实现此函数。当然，不限制一定要在此函数里面实现，也可以像早期的标准库那样，用户自己初始化即可，更灵活些。
- 如果形参htim的结构体成员State没有做初始状态，这个地方就是个坑。特别是用户搞了一个局部变量TIM_HandleTypeDef TimHandle。
对于局部变量来说，这个参数就是一个随机值，如果是全局变量还好，一般MDK和IAR都会将全部变量初始化为0，而恰好这个 HAL_TIM_STATE_RESET = 0x00U。
解决办法有三：
方法1：用户自己初始定时器和涉及到的GPIO等。
方法2：定义TIM_HandleTypeDef TimHandle为全局变量。
方法3：下面的方法
if(HAL_TIM_PWM_DeInit(&TimHandle) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
if(HAL_TIM_PWM_Init(&TimHandle) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
使用举例：
TIM_HandleTypeDef TimHandle = {0};
/* PWM频率 = TIMxCLK / usPrescaler + 1）/usPeriod + 1）*/
TimHandle.Instance = TIM1;
TimHandle.Init.Prescaler = usPrescaler;
TimHandle.Init.Period = usPeriod;
TimHandle.Init.ClockDivision = 0;
TimHandle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
TimHandle.Init.RepetitionCounter = 0;
TimHandle.Init.AutoReloadPreload = 0;
if (HAL_TIM_PWM_Init(&TimHandle) != HAL_OK)
{
Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
}
25.4.4 函数HAL_TIM_PWM_ConfigChannel
函数原型：
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(TIM_HandleTypeDef *htim,
TIM_OC_InitTypeDef *sConfig,
uint32_t Channel)
{
/* 检测参数 */
assert_param(IS_TIM_CHANNELS(Channel));
assert_param(IS_TIM_PWM_MODE(sConfig->OCMode));
assert_param(IS_TIM_OC_POLARITY(sConfig->OCPolarity));
assert_param(IS_TIM_FAST_STATE(sConfig->OCFastMode));
/* 上锁 */
__HAL_LOCK(htim);
htim->State = HAL_TIM_STATE_BUSY;
switch (Channel)
{
case TIM_CHANNEL_1:
{
/* 检测参数 */
assert_param(IS_TIM_CC1_INSTANCE(htim->Instance));
/* 配置通道1为PWM模式 */
TIM_OC1_SetConfig(htim->Instance, sConfig);
/* 使能重载bit */
htim->Instance->CCMR1 |= TIM_CCMR1_OC1PE;
/* 配置快速输出模式 */
htim->Instance->CCMR1 &= ~TIM_CCMR1_OC1FE;
htim->Instance->CCMR1 |= sConfig->OCFastMode;
break;
}
case TIM_CHANNEL_2:
{
}
case TIM_CHANNEL_3:
{
}
case TIM_CHANNEL_4:
{
}
default:
break;
}
htim->State = HAL_TIM_STATE_READY;
__HAL_UNLOCK(htim);
return HAL_OK;
}
函数描述：
此函数用于配置定时器的PWM通道。
函数参数：
- 第1个参数是TIM_HandleTypeDef类型结构体指针变量，用于定时器基本参数配置。
- 第2个参数是TIM_OC_InitTypeDef类型结构体指定变量，用于定时器输出比较参数配置。
- 第3个参数是通道设置，支持以下参数：
TIM_CHANNEL_1
TIM_CHANNEL_2
TIM_CHANNEL_3
TIM_CHANNEL_4
- 返回值，返回HAL_ERROR表示配置失败，HAL_OK表示配置成功，HAL_BUSY表示忙（操作中），HAL_TIMEOUT表示时间溢出。
使用举例：
TIM_HandleTypeDef TimHandle = {0};
/* PWM频率 = TIMxCLK / usPrescaler + 1）/usPeriod + 1）*/
TimHandle.Instance = TIM1;
TimHandle.Init.Prescaler = usPrescaler;
TimHandle.Init.Period = usPeriod;
TimHandle.Init.ClockDivision = 0;
TimHandle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
TimHandle.Init.RepetitionCounter = 0;
TimHandle.Init.AutoReloadPreload = 0;
if (HAL_TIM_PWM_Init(&TimHandle) != HAL_OK)
{
Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
}
/* 配置定时器PWM输出通道 */
sConfig.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
sConfig.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
sConfig.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
sConfig.OCNPolarity = TIM_OCNPOLARITY_HIGH;
sConfig.OCNIdleState = TIM_OCNIDLESTATE_RESET;
sConfig.OCIdleState = TIM_OCIDLESTATE_RESET;
/* 占空比 */
sConfig.Pulse = pulse;
if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&TimHandle, &sConfig, TimChannel[_ucChannel]) != HAL_OK)
{
Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
}
25.4.5 函数HAL_TIM_PWM_Start
函数原型：
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_PWM_Start(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel)
{
uint32_t tmpsmcr;
/* 检测参数 */
assert_param(IS_TIM_CCX_INSTANCE(htim->Instance, Channel));
/* 使能捕获比较通道 */
TIM_CCxChannelCmd(htim->Instance, Channel, TIM_CCx_ENABLE);
if (IS_TIM_BREAK_INSTANCE(htim->Instance) != RESET)
{
/* 使能主输出 */
__HAL_TIM_MOE_ENABLE(htim);
}
/* 触发模式会自动使能 */
tmpsmcr = htim->Instance->SMCR & TIM_SMCR_SMS;
if (!IS_TIM_SLAVEMODE_TRIGGER_ENABLED(tmpsmcr))
{
__HAL_TIM_ENABLE(htim);
}
/* 返回OK */
return HAL_OK;
}
函数描述：
此函数用于启动PWM。
函数参数：
- 第1个参数是TIM_HandleTypeDef类型结构体指针变量，用于配置要初始化的参数。
- 第2个参数是通道设置，支持以下参数：
TIM_CHANNEL_1
TIM_CHANNEL_2
TIM_CHANNEL_3
TIM_CHANNEL_4
- 返回值，返回HAL_ERROR表示配置失败，HAL_OK表示配置成功，HAL_BUSY表示忙（操作中），HAL_TIMEOUT表示时间溢出。
使用举例：
TIM_HandleTypeDef TimHandle = {0};
/* PWM频率 = TIMxCLK / usPrescaler + 1）/usPeriod + 1）*/
TimHandle.Instance = TIM1;
TimHandle.Init.Prescaler = usPrescaler;
TimHandle.Init.Period = usPeriod;
TimHandle.Init.ClockDivision = 0;
TimHandle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
TimHandle.Init.RepetitionCounter = 0;
TimHandle.Init.AutoReloadPreload = 0;
if (HAL_TIM_PWM_Init(&TimHandle) != HAL_OK)
{
Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
}
/* 配置定时器PWM输出通道 */
sConfig.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
sConfig.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
sConfig.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
sConfig.OCNPolarity = TIM_OCNPOLARITY_HIGH;
sConfig.OCNIdleState = TIM_OCNIDLESTATE_RESET;
sConfig.OCIdleState = TIM_OCIDLESTATE_RESET;
/* 占空比 */
sConfig.Pulse = pulse;
if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&TimHandle, &sConfig, TimChannel[_ucChannel]) != HAL_OK)
{
Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
}
/* 启动PWM输出 */
if (HAL_TIM_PWM_Start(&TimHandle, TimChannel[_ucChannel]) != HAL_OK)
{
Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
}
25.4.6 函数HAL_TIM_IC_Init
函数原型：
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_IC_Init(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
/* 检测句柄是否有效 */
if (htim == NULL)
{
return HAL_ERROR;
}
/* 检测参数 */
assert_param(IS_TIM_INSTANCE(htim->Instance));
assert_param(IS_TIM_COUNTER_MODE(htim->Init.CounterMode));
assert_param(IS_TIM_CLOCKDIVISION_DIV(htim->Init.ClockDivision));
assert_param(IS_TIM_AUTORELOAD_PRELOAD(htim->Init.AutoReloadPreload));
if (htim->State == HAL_TIM_STATE_RESET)
{
/* 默认取消锁 */
htim->Lock = HAL_UNLOCKED;
/* 使用注册回调，这样每个定时器可以有独立的回调，无需多个定时器共用 */
#if (USE_HAL_TIM_REGISTER_CALLBACKS == 1)
/* 复位中断回调为兼容的弱回调 */
TIM_ResetCallback(htim);
if (htim->IC_MspInitCallback == NULL)
{
htim->IC_MspInitCallback = HAL_TIM_IC_MspInit;
}
/* 初始化底层硬件 : GPIO, CLOCK, NVIC */
htim->IC_MspInitCallback(htim);
#else
/* 初始化底层硬件 : GPIO, CLOCK, NVIC */
HAL_TIM_IC_MspInit(htim);
#endif
}
/* 设置定时忙Set the TIM state */
htim->State = HAL_TIM_STATE_BUSY;
/* 设置定时器输入捕获 */
TIM_Base_SetConfig(htim->Instance, &htim->Init);
/* 设置定时就绪 */
htim->State = HAL_TIM_STATE_READY;
return HAL_OK;
}
函数描述：
此函数用于定时器输入捕获初始化。
函数参数：
- 第1个参数是TIM_HandleTypeDef类型结构体指针变量，用于配置要初始化的参数。
- 返回值，返回HAL_ERROR表示配置失败，HAL_OK表示配置成功，HAL_BUSY表示忙（操作中），HAL_TIMEOUT表示时间溢出。
注意事项：
- 函数HAL_TIM_IC_MspInit用于初始化定时器的底层时钟、引脚等功能。需要用户自己在此函数里面实现具体的功能，由于这个函数是弱定义的，允许用户在工程其它源文件里面重新实现此函数。当然，不限制一定要在此函数里面实现，也可以像早期的标准库那样，用户自己初始化即可，更灵活些。
- 如果形参htim的结构体成员State没有做初始状态，这个地方就是个坑。特别是用户搞了一个局部变量TIM_HandleTypeDef TimHandle。
对于局部变量来说，这个参数就是一个随机值，如果是全局变量还好，一般MDK和IAR都会将全部变量初始化为0，而恰好这个HAL_TIM_STATE_RESET = 0x00U。
解决办法有三：
方法1：用户自己初始定时器和涉及到的GPIO等。
方法2：定义TIM_HandleTypeDef TimHandle为全局变量。
方法3；下面的方法
if(HAL_TIM_IC_DeInit(&UartHandle) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
if(HAL_TIM_IC_Init(&UartHandle) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
25.4.7 函数HAL_TIM_IC_ConfigChannel
函数原型：
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_IC_ConfigChannel(TIM_HandleTypeDef *htim, TIM_IC_InitTypeDef *sConfig, uint32_t Channel)
{
/* 检测参数Check the parameters */
assert_param(IS_TIM_CC1_INSTANCE(htim->Instance));
assert_param(IS_TIM_IC_POLARITY(sConfig->ICPolarity));
assert_param(IS_TIM_IC_SELECTION(sConfig->ICSelection));
assert_param(IS_TIM_IC_PRESCALER(sConfig->ICPrescaler));
assert_param(IS_TIM_IC_FILTER(sConfig->ICFilter));
/* 上锁 Process Locked */
__HAL_LOCK(htim);
htim->State = HAL_TIM_STATE_BUSY;
if (Channel == TIM_CHANNEL_1)
{
/* TI1配置 */
TIM_TI1_SetConfig(htim->Instance,
sConfig->ICPolarity,
sConfig->ICSelection,
sConfig->ICFilter);
/* 复位IC1PSC*/
htim->Instance->CCMR1 &= ~TIM_CCMR1_IC1PSC;
/* 设置IC1PSC分频值 */
htim->Instance->CCMR1 |= sConfig->ICPrescaler;
}
else if (Channel == TIM_CHANNEL_2)
{
/* 省略 */
}
else if (Channel == TIM_CHANNEL_3)
{
/* 省略 */
}
else
{
}
htim->State = HAL_TIM_STATE_READY;
__HAL_UNLOCK(htim);
return HAL_OK;
}
函数描述：
此函数用于配置定时器的输入捕获通道。
函数参数：
- 第1个参数是TIM_HandleTypeDef类型结构体指针变量，用于定时器基本参数配置
- 第2个参数是TIM_IC_InitTypeDef类型结构体指定变量，用于定时器输出比较参数配置。
- 第3个参数是通道设置，支持以下参数：
TIM_CHANNEL_1
TIM_CHANNEL_2
TIM_CHANNEL_3
TIM_CHANNEL_4
- 返回值，返回HAL_ERROR表示配置失败，HAL_OK表示配置成功，HAL_BUSY表示忙（操作中），HAL_TIMEOUT表示时间溢出。
25.4.8 函数HAL_TIM_IC_Start_IT
函数原型：
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_IC_Start_IT (TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel)
{
/* 检查参数 */
assert_param(IS_TIM_CCX_INSTANCE(htim->Instance, Channel));
switch (Channel)
{
case TIM_CHANNEL_1:
{
/* 使能CC1（Capture/Compare 1）中断 */
__HAL_TIM_ENABLE_IT(htim, TIM_IT_CC1);
}
break;
case TIM_CHANNEL_2:
{
/* 省略 */
}
break;
case TIM_CHANNEL_3:
{
/* 省略 */
}
break;
case TIM_CHANNEL_4:
{
/* 省略 */
}
break;
default:
break;
}
/* 使能输入捕获通道 */
TIM_CCxChannelCmd(htim->Instance, Channel, TIM_CCx_ENABLE);
/* 使能定时器 */
__HAL_TIM_ENABLE(htim);
/* 返回状态 */
return HAL_OK;
}
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_IC_Start_IT(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel)
{
uint32_t tmpsmcr;
/* 检测参数 */
assert_param(IS_TIM_CCX_INSTANCE(htim->Instance, Channel));
switch (Channel)
{
case TIM_CHANNEL_1:
{
/* 使能捕获比较通道1 */
__HAL_TIM_ENABLE_IT(htim, TIM_IT_CC1);
break;
}
case TIM_CHANNEL_2:
{
/* 使能捕获比较通道2 */
__HAL_TIM_ENABLE_IT(htim, TIM_IT_CC2);
break;
}
case TIM_CHANNEL_3:
{
/* 使能捕获比较通道3 */
__HAL_TIM_ENABLE_IT(htim, TIM_IT_CC3);
break;
}
case TIM_CHANNEL_4:
{
/* 使能捕获比较通道4 */
__HAL_TIM_ENABLE_IT(htim, TIM_IT_CC4);
break;
}
default:
break;
}
/* 使能输入捕获通道 */
TIM_CCxChannelCmd(htim->Instance, Channel, TIM_CCx_ENABLE);
/* 触发模式已经自动使能 */
tmpsmcr = htim->Instance->SMCR & TIM_SMCR_SMS;
if (!IS_TIM_SLAVEMODE_TRIGGER_ENABLED(tmpsmcr))
{
__HAL_TIM_ENABLE(htim);
}
/* 返回函数状态 */
return HAL_OK;
}
函数描述：
此函数用于启动定时器输入捕获模式，采用定时器方式。
函数参数：
- 第1个参数是TIM_HandleTypeDef类型结构体指针变量，用于配置要初始化的参数。
- 第2个参数是通道设置，支持以下参数：
TIM_CHANNEL_1
TIM_CHANNEL_2
TIM_CHANNEL_3
TIM_CHANNEL_4
- 返回值，返回HAL_ERROR表示配置失败，HAL_OK表示配置成功，HAL_BUSY表示忙（操作中），HAL_TIMEOUT表示时间溢出。
25.4.9 函数HAL_TIM_OC_Init
函数原型：
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_OC_Init(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
/* 检测句柄是否有效 */
if (htim == NULL)
{
return HAL_ERROR;
}
/* 检测参数 */
assert_param(IS_TIM_INSTANCE(htim->Instance));
assert_param(IS_TIM_COUNTER_MODE(htim->Init.CounterMode));
assert_param(IS_TIM_CLOCKDIVISION_DIV(htim->Init.ClockDivision));
assert_param(IS_TIM_AUTORELOAD_PRELOAD(htim->Init.AutoReloadPreload));
if (htim->State == HAL_TIM_STATE_RESET)
{
/* 默认取消锁 */
htim->Lock = HAL_UNLOCKED;
/* 使用注册回调，这样每个定时器可以有独立的回调，无需多个定时器共用 */
#if (USE_HAL_TIM_REGISTER_CALLBACKS == 1)
/* 复位中断回调为兼容的弱回调 *
TIM_ResetCallback(htim);
if (htim->OC_MspInitCallback == NULL)
{
htim->OC_MspInitCallback = HAL_TIM_OC_MspInit;
}
/* 初始化底层硬件 : GPIO, CLOCK, NVIC */
htim->OC_MspInitCallback(htim);
#else
/* 初始化底层硬件 : GPIO, CLOCK, NVIC */
HAL_TIM_OC_MspInit(htim);
#endif /* USE_HAL_TIM_REGISTER_CALLBACKS */
}
/* 设置定时忙 */
htim->State = HAL_TIM_STATE_BUSY;
/* 设置输出比较 */
TIM_Base_SetConfig(htim->Instance, &htim->Init);
/* 设置定时器就绪 */
htim->State = HAL_TIM_STATE_READY;
return HAL_OK;
}
函数描述：
此函数用于定时器输入捕获初始化。
函数参数：
- 第1个参数是TIM_HandleTypeDef类型结构体指针变量，用于配置要初始化的参数。
- 返回值，返回HAL_ERROR表示配置失败，HAL_OK表示配置成功，HAL_BUSY表示忙（操作中），HAL_TIMEOUT表示时间溢出。
注意事项：
- 函数HAL_TIM_OC_MspInit用于初始化定时器的底层时钟、引脚等功能。需要用户自己在此函数里面实现具体的功能，由于这个函数是弱定义的，允许用户在工程其它源文件里面重新实现此函数。当然，不限制一定要在此函数里面实现，也可以像早期的标准库那样，用户自己初始化即可，更灵活些。
- 如果形参htim的结构体成员State没有做初始状态，这个地方就是个坑。特别是用户搞了一个局部变量TIM_HandleTypeDef TimHandle。
对于局部变量来说，这个参数就是一个随机值，如果是全局变量还好，一般MDK和IAR都会将全部变量初始化为0，而恰好这个HAL_TIM_STATE_RESET = 0x00U。
解决办法有三：
方法1：用户自己初始定时器和涉及到的GPIO等。
方法2：定义TIM_HandleTypeDef TimHandle为全局变量。
方法3；下面的方法
if(HAL_TIM_OC_DeInit(&UartHandle) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
if(HAL_TIM_OC_Init(&UartHandle) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
25.4.10 函数HAL_TIM_OC_ConfigChannel
函数原型：
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_OC_ConfigChannel(TIM_HandleTypeDef *htim,
TIM_OC_InitTypeDef *sConfig,
uint32_t Channel)
{
/* 检测参数 */
assert_param(IS_TIM_CHANNELS(Channel));
assert_param(IS_TIM_OC_MODE(sConfig->OCMode));
assert_param(IS_TIM_OC_POLARITY(sConfig->OCPolarity));
/* 上锁 */
__HAL_LOCK(htim);
htim->State = HAL_TIM_STATE_BUSY;
switch (Channel)
{
case TIM_CHANNEL_1:
{
/* 检测参数 */
assert_param(IS_TIM_CC1_INSTANCE(htim->Instance));
/* 配置通道1的输出比较 */
TIM_OC1_SetConfig(htim->Instance, sConfig);
break;
}
case TIM_CHANNEL_2:
{
}
case TIM_CHANNEL_3:
{
}
case TIM_CHANNEL_4:
{
}
default:
break;
}
htim->State = HAL_TIM_STATE_READY;
__HAL_UNLOCK(htim);
return HAL_OK;
}
函数描述：
此函数用于初始化串口的基础特性和高级特性。
函数参数：
- 第1个参数是TIM_HandleTypeDef类型结构体指针变量，用于定时器基本参数配置。
- 第2个参数是TIM_OC_InitTypeDef类型结构体指定变量，用于定时器输出比较参数配置。
- 第3个参数是通道设置，支持以下参数：
TIM_CHANNEL_1
TIM_CHANNEL_2
TIM_CHANNEL_3
TIM_CHANNEL_4
TIM_CHANNEL_5
TIM_CHANNEL_6
- 返回值，返回HAL_ERROR表示配置失败，HAL_OK表示配置成功，HAL_BUSY表示忙（操作中），HAL_TIMEOUT表示时间溢出。
25.4.11 函数HAL_TIM_OC_Start
函数原型：
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_OC_Start(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel)
{
uint32_t tmpsmcr;
/* 检测参数 Check the parameters */
assert_param(IS_TIM_CCX_INSTANCE(htim->Instance, Channel));
/* 使能输出比较通道 */
TIM_CCxChannelCmd(htim->Instance, Channel, TIM_CCx_ENABLE);
if (IS_TIM_BREAK_INSTANCE(htim->Instance) != RESET)
{
/* 使能主输出 */
__HAL_TIM_MOE_ENABLE(htim);
}
/* 触摸模式会自动使能 */
tmpsmcr = htim->Instance->SMCR & TIM_SMCR_SMS;
if (!IS_TIM_SLAVEMODE_TRIGGER_ENABLED(tmpsmcr))
{
__HAL_TIM_ENABLE(htim);
}
/* 返回OK */
return HAL_OK;
}
函数描述：
此函数用于启动定时器输出比较模式。
函数参数：
- 第1个参数是TIM_HandleTypeDef类型结构体指针变量，用于配置要初始化的参数。
- 第2个参数是通道设置，支持以下参数：
TIM_CHANNEL_1
TIM_CHANNEL_2
TIM_CHANNEL_3
TIM_CHANNEL_4
- 返回值，返回HAL_ERROR表示配置失败，HAL_OK表示配置成功，HAL_BUSY表示忙（操作中），HAL_TIMEOUT表示时间溢出。
25.5 总结
本章节就为大家讲解这么多，建议大家将定时器的驱动源码结合参考手册中的寄存器通读一遍，对于我们后面章节的学习大有裨益。