STM32标准库外部中断和定时器知识点总结-1
https://developer.aliyun.com/article/1508382
1.定时器定时中断
定时器定时一秒，只需配置内部时钟，不需要配置外部时钟和GPIO初始化
Timer.c
#include "stm32f10x.h" // Device header /** * 函 数：定时中断初始化 * 参 数：无 * 返 回 值：无 */ void Timer_Init(void) { /*开启时钟*/ RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //开启TIM2的时钟 /*配置时钟源*/ TIM_InternalClockConfig(TIM2); //选择TIM2为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟 /*时基单元初始化*/ TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; //定义结构体变量 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式，选择向上计数 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 10000 - 1; //计数周期，即ARR的值 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 7200 - 1; //预分频器，即PSC的值 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数器，高级定时器才会用到 TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure); //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM2的时基单元 /*中断输出配置*/ TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update); //清除定时器更新标志位 //TIM_TimeBaseInit函数末尾，手动产生了更新事件 //若不清除此标志位，则开启中断后，会立刻进入一次中断 //如果不介意此问题，则不清除此标志位也可 TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE); //开启TIM2的更新中断 /*NVIC中断分组*/ NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //配置NVIC为分组2 //即抢占优先级范围：0~3，响应优先级范围：0~3 //此分组配置在整个工程中仅需调用一次 //若有多个中断，可以把此代码放在main函数内，while循环之前 //若调用多次配置分组的代码，则后执行的配置会覆盖先执行的配置 /*NVIC配置*/ NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; //定义结构体变量 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn; //选择配置NVIC的TIM2线 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //指定NVIC线路使能 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; //指定NVIC线路的抢占优先级为2 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //指定NVIC线路的响应优先级为1 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //将结构体变量交给NVIC_Init，配置NVIC外设 /*TIM使能*/ TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //使能TIM2，定时器开始运行 } /* 定时器中断函数，可以复制到使用它的地方 void TIM2_IRQHandler(void) { if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET) { TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); } } */
Timer.h
#ifndef __TIMER_H #define __TIMER_H void Timer_Init(void); #endif
main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header #include "Delay.h" #include "OLED.h" #include "Timer.h" uint16_t Num; //定义在定时器中断里自增的变量 int main(void) { /*模块初始化*/ OLED_Init(); //OLED初始化 Timer_Init(); //定时中断初始化 /*显示静态字符串*/ OLED_ShowString(1, 1, "Num:"); //1行1列显示字符串Num: while (1) { OLED_ShowNum(1, 5, Num, 5); //不断刷新显示Num变量 } } /** * 函 数：TIM2中断函数 * 参 数：无 * 返 回 值：无 * 注意事项：此函数为中断函数，无需调用，中断触发后自动执行 * 函数名为预留的指定名称，可以从启动文件复制 * 请确保函数名正确，不能有任何差异，否则中断函数将不能进入 */ void TIM2_IRQHandler(void) { if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET) //判断是否是TIM2的更新事件触发的中断 { Num ++; //Num变量自增，用于测试定时中断 TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); //清除TIM2更新事件的中断标志位 //中断标志位必须清除 //否则中断将连续不断地触发，导致主程序卡死 } }
2.定时器外部时钟
使用红外传感器，每遮挡一次cnt+1，加到10产生中断
与定时器定时一秒中断不同的是，在这里需要配置外部时钟和进行GPIO初始化
接线图：
代码示例：
Timer.c
#include "stm32f10x.h" // Device header /** * 函 数：定时中断初始化 * 参 数：无 * 返 回 值：无 * 注意事项：此函数配置为外部时钟，定时器相当于计数器 */ void Timer_Init(void) { /*开启时钟*/ RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //开启TIM2的时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟 /*GPIO初始化*/ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA0引脚初始化为上拉输入 /*外部时钟配置*/ TIM_ETRClockMode2Config(TIM2, TIM_ExtTRGPSC_OFF, TIM_ExtTRGPolarity_NonInverted, 0x0F); //选择外部时钟模式2，时钟从TIM_ETR引脚输入 //注意TIM2的ETR引脚固定为PA0，无法随意更改 //最后一个滤波器参数加到最大0x0F，可滤除时钟信号抖动 /*时基单元初始化*/ TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; //定义结构体变量 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式，选择向上计数 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 10 - 1; //计数周期，即ARR的值 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 1 - 1; //预分频器，即PSC的值 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数器，高级定时器才会用到 TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure); //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM2的时基单元 /*中断输出配置*/ TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update); //清除定时器更新标志位 //TIM_TimeBaseInit函数末尾，手动产生了更新事件 //若不清除此标志位，则开启中断后，会立刻进入一次中断 //如果不介意此问题，则不清除此标志位也可 TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE); //开启TIM2的更新中断 /*NVIC中断分组*/ NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //配置NVIC为分组2 //即抢占优先级范围：0~3，响应优先级范围：0~3 //此分组配置在整个工程中仅需调用一次 //若有多个中断，可以把此代码放在main函数内，while循环之前 //若调用多次配置分组的代码，则后执行的配置会覆盖先执行的配置 /*NVIC配置*/ NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; //定义结构体变量 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn; //选择配置NVIC的TIM2线 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //指定NVIC线路使能 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; //指定NVIC线路的抢占优先级为2 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //指定NVIC线路的响应优先级为1 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //将结构体变量交给NVIC_Init，配置NVIC外设 /*TIM使能*/ TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //使能TIM2，定时器开始运行 } /** * 函 数：返回定时器CNT的值 * 参 数：无 * 返 回 值：定时器CNT的值，范围：0~65535 */ uint16_t Timer_GetCounter(void) { return TIM_GetCounter(TIM2); //返回定时器TIM2的CNT } /* 定时器中断函数，可以复制到使用它的地方 void TIM2_IRQHandler(void) { if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET) { TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); } } */
Timer.h
#ifndef __TIMER_H #define __TIMER_H void Timer_Init(void); uint16_t Timer_GetCounter(void); #endif
main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header #include "Delay.h" #include "OLED.h" #include "Timer.h" uint16_t Num; //定义在定时器中断里自增的变量 int main(void) { /*模块初始化*/ OLED_Init(); //OLED初始化 Timer_Init(); //定时中断初始化 /*显示静态字符串*/ OLED_ShowString(1, 1, "Num:"); //1行1列显示字符串Num: OLED_ShowString(2, 1, "CNT:"); //2行1列显示字符串CNT: while (1) { OLED_ShowNum(1, 5, Num, 5); //不断刷新显示Num变量 OLED_ShowNum(2, 5, Timer_GetCounter(), 5); //不断刷新显示CNT的值 } } /** * 函 数：TIM2中断函数 * 参 数：无 * 返 回 值：无 * 注意事项：此函数为中断函数，无需调用，中断触发后自动执行 * 函数名为预留的指定名称，可以从启动文件复制 * 请确保函数名正确，不能有任何差异，否则中断函数将不能进入 */ void TIM2_IRQHandler(void) { if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET) //判断是否是TIM2的更新事件触发的中断 { Num ++; //Num变量自增，用于测试定时中断 TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); //清除TIM2更新事件的中断标志位 //中断标志位必须清除 //否则中断将连续不断地触发，导致主程序卡死 } }
3.TIM输出比较
RCC时钟树：
输出比较简介：CNT为时基单元，CCR为捕获单元
PWM简介：
输出比较通道（高级）：
输出比较通道（通用）：
输出比较模式：
PWM基本结构：
参数计算：
直流电机驱动简介：
硬件电路：
（1）PWM驱动呼吸灯
面包板接线：
通过控制PWM占空比来控制灯亮的程度，从而实现呼吸灯效果，代码如下：
PWM.c
#include "stm32f10x.h" // Device header /** * 函 数：PWM初始化 * 参 数：无 * 返 回 值：无 */ void PWM_Init(void) { /*开启时钟*/ RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //开启TIM2的时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟 /*GPIO重映射*/ // RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); //开启AFIO的时钟，重映射必须先开启AFIO的时钟 // GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2, ENABLE); //将TIM2的引脚部分重映射，具体的映射方案需查看参考手册 // GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE); //将JTAG引脚失能，作为普通GPIO引脚使用 /*GPIO初始化*/ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //GPIO_Pin_15; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA0引脚初始化为复用推挽输出 //受外设控制的引脚，均需要配置为复用模式 /*配置时钟源*/ TIM_InternalClockConfig(TIM2); //选择TIM2为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟 /*时基单元初始化*/ TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; //定义结构体变量 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式，选择向上计数 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1; //计数周期，即ARR的值 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720 - 1; //预分频器，即PSC的值 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数器，高级定时器才会用到 TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure); //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM2的时基单元 /*输出比较初始化*/ TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; //定义结构体变量 TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure); //结构体初始化，若结构体没有完整赋值 //则最好执行此函数，给结构体所有成员都赋一个默认值 //避免结构体初值不确定的问题 TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //输出比较模式，选择PWM模式1 TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性，选择为高，若选择极性为低，则输出高低电平取反 TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //输出使能 TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //初始的CCR值 TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure); //将结构体变量交给TIM_OC1Init，配置TIM2的输出比较通道1 /*TIM使能*/ TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //使能TIM2，定时器开始运行 } /** * 函 数：PWM设置CCR * 参 数：Compare 要写入的CCR的值，范围：0~100 * 返 回 值：无 * 注意事项：CCR和ARR共同决定占空比，此函数仅设置CCR的值，并不直接是占空比 * 占空比Duty = CCR / (ARR + 1) */ void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare) { TIM_SetCompare1(TIM2, Compare); //设置CCR1的值 }
PWM.h
#ifndef __PWM_H #define __PWM_H void PWM_Init(void); void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare); #endif
main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header #include "Delay.h" #include "PWM.h" uint8_t i; //定义for循环的变量 int main(void) { /*模块初始化*/ PWM_Init(); //PWM初始化 while (1) { for (i = 0; i <= 100; i++) { PWM_SetCompare1(i); //依次将定时器的CCR寄存器设置为0~100，PWM占空比逐渐增大，LED逐渐变亮 Delay_ms(10); //延时10ms } for (i = 0; i <= 100; i++) { PWM_SetCompare1(100 - i); //依次将定时器的CCR寄存器设置为100~0，PWM占空比逐渐减小，LED逐渐变暗 Delay_ms(10); //延时10ms } } }
（2）PWM驱动舵机
舵机简介：
硬件电路：
舵机周期为20ms，则频率为50hz，Freq = 50 = 72Mhz / (PSC + 1）/（ARR+1）
因此我们可以设PSC为（72 - 1），ARR为（20000 - 1），则0.5 / 20 = x / 20000，2.5 / 20 = y / 20000，从而可以得出x = 500，y = 2500，又因为占空比Duty = CCR / (ARR + 1)，所以CCR范围为500到2500，我们可以通过TIM_SetCompare函数来设置CCR的值，从而控制占空比，进而控制舵机角度。
面包板接线：
代码示例：通过按键控制舵机角度
PWM.c
#include "stm32f10x.h" // Device header /** * 函 数：PWM初始化 * 参 数：无 * 返 回 值：无 */ void PWM_Init(void) { /*开启时钟*/ RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //开启TIM2的时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟 /*GPIO初始化*/ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA1引脚初始化为复用推挽输出 //受外设控制的引脚，均需要配置为复用模式 /*配置时钟源*/ TIM_InternalClockConfig(TIM2); //选择TIM2为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟 /*时基单元初始化*/ TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; //定义结构体变量 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式，选择向上计数 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 20000 - 1; //计数周期，即ARR的值 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1; //预分频器，即PSC的值 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数器，高级定时器才会用到 TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure); //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM2的时基单元 /*输出比较初始化*/ TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; //定义结构体变量 TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure); //结构体初始化，若结构体没有完整赋值 //则最好执行此函数，给结构体所有成员都赋一个默认值 //避免结构体初值不确定的问题 TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //输出比较模式，选择PWM模式1 TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性，选择为高，若选择极性为低，则输出高低电平取反 TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //输出使能 TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //初始的CCR值 TIM_OC2Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure); //将结构体变量交给TIM_OC2Init，配置TIM2的输出比较通道2 /*TIM使能*/ TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //使能TIM2，定时器开始运行 } /** * 函 数：PWM设置CCR * 参 数：Compare 要写入的CCR的值，范围：0~100 * 返 回 值：无 * 注意事项：CCR和ARR共同决定占空比，此函数仅设置CCR的值，并不直接是占空比 * 占空比Duty = CCR / (ARR + 1) */ void PWM_SetCompare2(uint16_t Compare) { TIM_SetCompare2(TIM2, Compare); //设置CCR2的值 }
PWM.h
#ifndef __PWM_H #define __PWM_H void PWM_Init(void); void PWM_SetCompare2(uint16_t Compare); #endif
Servo.c
#include "stm32f10x.h" // Device header #include "PWM.h" /** * 函 数：舵机初始化 * 参 数：无 * 返 回 值：无 */ void Servo_Init(void) { PWM_Init(); //初始化舵机的底层PWM } /** * 函 数：舵机设置角度 * 参 数：Angle 要设置的舵机角度，范围：0~180 * 返 回 值：无 */ void Servo_SetAngle(float Angle) { PWM_SetCompare2(Angle / 180 * 2000 + 500); //设置占空比 //将角度线性变换，对应到舵机要求的占空比范围上 }
Servo.h
#ifndef __SERVO_H #define __SERVO_H void Servo_Init(void); void Servo_SetAngle(float Angle); #endif
main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header #include "Delay.h" #include "Servo.h" #include "Key.h" uint8_t KeyNum; //定义用于接收键码的变量 float Angle; //定义角度变量 int main(void) { /*模块初始化*/ OLED_Init(); //OLED初始化 Servo_Init(); //舵机初始化 Key_Init(); //按键初始化 /*显示静态字符串*/ OLED_ShowString(1, 1, "Angle:"); //1行1列显示字符串Angle: while (1) { KeyNum = Key_GetNum(); //获取按键键码 if (KeyNum == 1) //按键1按下 { Angle += 30; //角度变量自增30 if (Angle > 180) //角度变量超过180后 { Angle = 0; //角度变量归零 } } Servo_SetAngle(Angle); //设置舵机的角度为角度变量 OLED_ShowNum(1, 7, Angle, 3); //OLED显示角度变量 } }
STM32标准库外部中断和定时器知识点总结-3
