STM32CubeMX(02)HAL库之定时器

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前言

前一篇完成了开发板的入门级程序，点亮一个LED灯。今天我们就利用LED+定时器设计一个交通灯，算是实验加小练习了。
大家可以回去看看LED的点亮程序。点亮LED
这个很重要，因为有一些基础配置在这一章，我们这一章着重讲一下定时器。

一、定时器是什么？

定时器是对周期固定的脉冲信号进行计数。这里我就用很通俗的话来说一下。这里以F407为例，407的主频是168M。这里的168M是什么概念呢，就是最大可以以168M的频率记一次数。再通俗一点，就是最最短可1/168M（秒）记一次数。也就是说最短可以0.00000000595s,记一次，那我要记1s,要数多少次，要数168000000次，太多了，所以我们要分频，和规定计数值(就是要数多少次的意思)，这样我们就好算了。比如说168M除以168，就是168分频，分频就是÷的意思。那就变成1MHz数一次数，记一秒我只需要数1000000次就行了，当然还有很多很多其他组合，所以我们的定时时间才可以任意设定，
所以定时器主要关心分频系数和计数值，是没有问题的，这两个是决定定时时间的。

1、使用定时器关注的问题

2、 STM32定时器家族

3、定时器的主要功能

定时器真的是很常用的一个模块，无论是输出PWM，还是输入捕获，还是ADC采样，都用到了定时器，
简直不要太强。

二、定时器的总线结构

STM32F4定时器有（14个），基本定时器（2个）：TIME6，TIME7，通用定时器(10个)：TIME2~5，TIME9 到14，高级定时器（2个）：TIME1 ， TIME8，为什么要分这么多个，因为应用场景不一样，所以需要用到哪些功能我们可以开哪个。

1、三种定时器功能比较

2、计数器时钟频率计算

这里要注意一下，我们定时器时钟是挂在APB1或者APB2总线上的，通过看上面定时器的总线结构，我们可以看到，通用定时器(10个)：TIME2~5，TIME9 到14是挂在APBA2总线上的，也就是说这些定时器最高频率可以达到168MHz,其余的定时器，最大只能达到84M

三、HAL库函数的设计方法

1、计数器时钟频率计算举例

定时器的还有一些相关的寄存器咱就不说了，我们主要关心怎么用，

2、定时器基本配置结构体

3、定时器相关库函数

四、定时翻转LED灯状态（定时中断方式）

1、设计步骤

2、工程配置

1、系统设置

设置SYS debug为串行总线，设置高速外部时钟HSE选择外部时钟源

2、GPIO口设置

这里我以PF8为例，LED0，输出

3、定时器2设置

选择内部时钟，设置好分频系数，1s的定时，开区自动重装载，意思是记完了又重新开始记，循环往复，开启定时器中断。

4、时钟设置

5、项目文件设置

这里为何这样配置前面一章也有介绍，这里不在重复。

6、创建工程文件

点击GENERATE CONDE 创建工程

3、例程

在while(1)上方用户代码区初始化使能定时器2

在main.c上方用户代码区初始化添加回调函数，在这个回调函数里面就是我们要做的事情。我们要1S翻转一次，所以我们那就添加翻转的函数。通俗点就是说我每隔一秒必须要回到这个函数，把这个函数里面要做的事情做完我才去做其他事情。


点击我们的魔术棒，进入到debug的setting，一定要勾选Reset and Run，否则是没有现象的。

编译没问题，我们就点击下载到开发板看实验现象。

这是main.c文件，大家可以直接复制，主要是底层的时钟，GPIO，定时器配置好了，事情就简单了。

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * 
© Copyright (c) 2021 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.
  *
  * This software component is licensed by ST under BSD 3-Clause license,
  * the "License"; You may not use this file except in compliance with the
  * License. You may obtain a copy of the License at:
  *                        opensource.org/licenses/BSD-3-Clause
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "tim.h"
#include "gpio.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */

/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */

/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
//定时器2中断服务函数 @main.c
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{        
           if (htim->Instance == TIM2)   
     {
	 HAL_GPIO_TogglePin(GPIOF,GPIO_PIN_8); 
	 }
}

/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */
  

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_TIM2_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
//使能定时器2
  HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */

	 

  }
  /* USER CODE END 3 */
}

/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  /** Configure the main internal regulator output voltage 
  */
  __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
  __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);
  /** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks 
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 8;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 336;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 4;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks 
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV4;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_5) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/* USER CODE BEGIN 4 */

/* USER CODE END 4 */

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */

  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{ 
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     tex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

/************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/

4、实现结果

定时器的定时还是很精确的，我们就是利用定时器的精确定时。这里是1S定时。

总结

定时器可以说是STM32的精髓，大家一定要好好把握，第一次学定时器的时候，我甚至连定时器中断是什么，那是因为当时的知识储备不足，到后来，第二次，第三次学的时候才后知后觉，所以我们是需要一个认知的过程的。代码之路任重道远~，还需多多练习。