STM32F1系列基本定时器HAL库配置

时钟的概念了解完就趁热打铁进行定时器的简单讲解，定时器的操作是十分重要的，他不仅可以用于计数/定时（两者其实一个道理），还可以生成PWM，输入捕获等等，高级定时器可以用于工业电机上的有关操作。所以，我们专门讲解一波基本定时器，并用它做一个闪烁灯小实验。

定时器简介

在STM32F1上，常规定时器分为三种定时器：高级，通用，基本；

高级定时器的功能涵盖通用定时器，通用定时器功能涵盖基本定时器

以基本定时器实现计数功能，这里说的并不准确，应该说是定时功能，

定时是对周期固定的脉冲信号进行计数如APB（MCU的外设时钟APB），而计数是对周期不确定（可能固定也可能不固定）的脉冲信号进行计数。

更为深入的比喻：就是水杯中装水的问题，水杯共100滴水，但200滴水才能装满，还要装100滴水才能装满，101滴水加入就发生溢出，这是计数。而一秒滴一滴水，需要100秒装满，这是定时。

在这个比喻中，我们重点关注的对象有三个：

定时器模式下，我们还要知道：

时钟频率：送入定时器周期性时钟信号的频率，如STM32F1的最大时钟频率72MHz，

计数周期：计数单元记一次数索要花费的时间，一般为时钟频率的倒数，如STM32F1以72MHz为例，1/72000000=0.000000138889秒记一次数。

那么定时时间=计数周期*计数值=计数周期/时钟频率

请理解这个公式，之后我们进行预分频操作也是用这个式子计算。

基本定时器功能实现

基本定时器的核心是时基（BASE），通用与高级定时器都有时基，主要集中在F1的TIM6和TIM7.以下是他的功能框图。

以下讲解最重要的预分频模块，计数模块，自动重装载模块

预分频模块

工作方式及时序图

定时器工作模式开始时，预分频计数器初始为0，每来一次时钟，每进行一次计数溢出就会++，等到加到设定的预分频值时，计数结束，再次初始为0，开始下一次计数。

计数模块

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。

自动重载模块

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。

谈到自动重装载值就不得不提三种计数模式

基本定时器都是向上计数，我们的计数值=ARR+1

更为关心：计数时间的计算

记得之前的定时时间=计数周期*计数值=计数周期/时钟频率公式

我们用了预分频改变了时钟频率，又加入了重装载值，那么，在基本定时器下，我们的定时时间就变成了

t=（ARR+1）*（PSC+1）/TIM_CLK

基本代码讲解

在 HAL 库函数头文件 stm32f1xx_hal_tim.h 中对定时器外设建立了四个初始化结构体，基本定时器只用到其中一个即 TIM_TimeBaseInitTypeDef

typedef struct 

{

uint32_t Prescaler; // 预分频器

uint32_t CounterMode; // 计数模式

uint32_t Period; // 定时器周期

uint32_t ClockDivision; // 时钟分频

uint32_t RepetitionCounter; // 重复计算器

} TIM_TimeBaseInitTypeDef;

(1) Prescaler：定时器预分频器设置，时钟源经该预分频器才是定时器时钟，它设定 TIMx_PSC寄存器的值。可设置范围为 0 至 65535，实现 1 至 65536 分频。

(2) CounterMode：定时器计数方式，可是在为向上计数、向下计数以及三种中心对齐模式。基本定时器只能是向上计数，即 TIMx_CNT 只能从 0 开始递增，并且无需初始化。

(3) Period：定时器周期，实际就是设定自动重载寄存器的值，在事件生成时更新到影子寄存器。可设置范围为 0 至 65535。

(4) ClockDivision：时钟分频，设置定时器时钟 CK_INT 频率与数字滤波器采样时钟频率分频比，基本定时器没有此功能，不用设置。

(5) RepetitionCounter：重复计数器，属于高级控制寄存器专用寄存器位，利用它可以非常容易控制输出 PWM 的个数。这里不用设置。

虽然定时器基本初始化结构体有 5 个成员，但对于基本定时器只需设置其中两个就可以，想想使用基本定时器就是简单。

CUBEMX配置

任务：闪烁灯需要开一个定时器，并规定定时时间比如1s

分析：选择基本定时器TIM6，挂在APB2总线时钟上（最大72MHz），根据公式t=（ARR+1）*（PSC+1）/TIM_CLK，设置预分频为7200-1，ARR为10000-1，t=1s。

1.选芯：这步就不用我多说了，选择对应的芯片类型

2.设置指示灯引脚

F103ZETx的灯在PB5与PE5上，选择GPIO_OUTPUT

默认设置即可，我加了LED（user label）

3.设置TIM6基本定时器

开TIM6中断

4.时钟配置

选择RCC，HSE选择外部晶振

HCLK：72Mhz回车，保证APB2为72MHZ

点击生成代码

5.代码编写

/* USER CODE BEGIN Header */

/**

  ******************************************************************************

  * @file           : main.c

  * @brief          : Main program body

  ******************************************************************************

  * @attention

  *

  *

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  *                        opensource.org/licenses/BSD-3-Clause

  *

  ******************************************************************************

  */

/* USER CODE END Header */

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/

#include 'main.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 ---------------------------------------------------------*/

TIM_HandleTypeDef htim6;

/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/

void SystemClock_Config(void);

static void MX_GPIO_Init(void);

static void MX_TIM6_Init(void);

/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN 0 */

/* 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_TIM6_Init();

__HAL_TIM_CLEAR_IT(&htim6, TIM_IT_UPDATE);//防止定时器初始化后直接进入中断，清楚定时器初始化后的更新中断标志

  /* USER CODE BEGIN 2 */

  HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim6);//使能定时器6更新中断并启动定时器

  /* 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};

  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters

  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.

  */

  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;

  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;

  RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;

  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;

  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;

  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;

  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;

  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)

  {

    Error_Handler();

  }

  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses 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_DIV2;

  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)

  {

    Error_Handler();

  }

}

/**

  * @brief TIM6 Initialization Function

  * @param None

  * @retval None

  */

static void MX_TIM6_Init(void)

{

  /* USER CODE BEGIN TIM6_Init 0 */

  /* USER CODE END TIM6_Init 0 */

  TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};

  /* USER CODE BEGIN TIM6_Init 1 */

  /* USER CODE END TIM6_Init 1 */

  htim6.Instance = TIM6;

  htim6.Init.Prescaler = 7200-1;

  htim6.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;

  htim6.Init.Period = 10000;

  htim6.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;

  if (HAL_TIM_Base_Init(&htim6) != HAL_OK)

  {

    Error_Handler();

  }

  sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;

  sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;

  if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim6, &sMasterConfig) != HAL_OK)

  {

    Error_Handler();

  }

  /* USER CODE BEGIN TIM6_Init 2 */

  /* USER CODE END TIM6_Init 2 */

}

/**

  * @brief GPIO Initialization Function

  * @param None

  * @retval None

  */

static void MX_GPIO_Init(void)

{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  /* GPIO Ports Clock Enable */

  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

  /*Configure GPIO pin Output Level */

  HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_RESET);

  /*Configure GPIO pin : LED_Pin */

  GPIO_InitStruct.Pin = LED_Pin;

  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;

  HAL_GPIO_Init(LED_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

}

/* USER CODE BEGIN 4 */

//加入中断回调处理

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)//回调函数

{

if(htim -> Instance ==TIM6)//判断发生中断的定时器

{

HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_5);//翻转电平状态

}

}

/* 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 %drn', file, line) */

  /* USER CODE END 6 */

}

#endif /* USE_FULL_ASSERT */

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

以上除了我后面加中文注释的需要看，其余都是CUBEMX自己生成的。

烧录后可以看到效果。