STM32物联网实战开发（4）——基本定时器

news2025/1/17 22:03:09

        我使用的是正点原子的阿波罗F429开发板，他有14个定时器，本次实验使用STM32F429的基本定时器6作定时，在中断中每隔1秒翻转LED电平状态。

1.CubeMX初始化定时器

先开启定时器6

         再对定时器6的参数进行配置，将定时器6定时时间配置为5ms，在中断中再累计到1秒钟（200次），实现LED翻转功能。

 

 

其中

Prescaler配置为7199，因为溢出时间 = （(psc+1)/fCK_PSC） * (arr+1)，

fCK_PSC是72MHz，7199+1 = 7200，7200/72MHz = 7200/72000000Hz = 0.0001s = 0.1ms；Counter Period（装载值）配置为49，根据公式，(49+1)*0.1ms = 5ms

Counter Mode配置为Up，向上计数模式


        开启NVIC，使能定时器6全局中断，抢占优先级和响应优先级都设为1，因为只有一个中断，所以这里设什么值没太大关系。（stm32单片机将抢占优先级和响应优先级，一共赋予四位，我们可以给抢占优先级和响应优先级各占两位，那么他们的优先级都是（0~3），其中优先级数字越小，优先级越大）

最后生成代码

2.keil代码编写

        在CubeMX生成的工程中，多了tim.x和tim.h这两个文件，tim.c中就有定时器6的初始化函数，同时在main.c文件中也被自动调用，定时器6已经被初始化，但还没开启，要自己开启定时器   

   TIM_HandleTypeDef htim6;//就是定时器6的初始化句柄，类似结构体的用法
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "tim.h"

/* USER CODE BEGIN 0 */

/* USER CODE END 0 */

TIM_HandleTypeDef htim6;

/* TIM6 init function */
void MX_TIM6_Init(void)
{
  TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};

  htim6.Instance = TIM6;
  htim6.Init.Prescaler = 7199;
  htim6.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
  htim6.Init.Period = 49;
  htim6.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
  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();
  }
}

增加Timer6.c和Timer6.h文件

Timer6.h

定义定时时间的枚举类型，比如定时10ms是5ms的两倍，所以枚举值是2

#ifndef __TIMER6_H_
#define __TIMER6_H_

#include "MyApplication.h"

//定义定时时间枚举类型
typedef enum
{
    TIMER_10ms     = (uint16_t)2,
    TIMER_50ms     = (uint16_t)10,
    TIMER_100ms    = (uint16_t)20,
    TIMER_200ms    = (uint16_t)40,
    TIMER_500ms    = (uint16_t)100,
    TIMER_1s       = (uint16_t)200,
    TIMER_2s       = (uint16_t)400,
    TIMER_3s       = (uint16_t)600,
    TIMER_5s       = (uint16_t)1000,
    TIMER_10s      = (uint16_t)2000,
    TIMER_3min     = (uint16_t)3600,
}TIMER_Value_t;

//定义结构体类型
typedef struct
{
    uint16_t volatile usMCU_Run_Timer;     //系统运行定时器
    void (*Timer6_Start_IT)(void);
}Timer6_t;

/* extern variables-----------------------------------------------------------*/
extern Timer6_t Timer6;
/* extern function prototypes-------------------------------------------------*/ 

#endif
/********************************************************
  End Of File
********************************************************/

Timer6.c

源文件中对系统的定时器6以中断模式启动函数进行了封装

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include <MyApplication.h>

/* Private define-------------------------------------------------------------*/

/* Private variables----------------------------------------------------------*/
static void Timer6_Start_IT(void);    //定时器6以中断模式启动
/* Public variables-----------------------------------------------------------*/
Timer6_t Timer6 = 
{
  0,
  Timer6_Start_IT
};
/* Private function prototypes------------------------------------------------*/

/*
* @name   Timer6_Start_IT
* @brief  定时器6以中断模式启动
* @param  None
* @retval None   
*/
static void Timer6_Start_IT()
{
    HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim6);    //调用系统的定时器6以中断模式启动
}

/********************************************************
  End Of File
********************************************************/

MyInit.c

自己定义的初始化函数中调用定时器6的启动函数

/*
* @name   Peripheral_Set
* @brief  外设设置
* @param  None
* @retval None   
*/
static void Peripheral_Set()
{
  Timer6.Timer6_Start_IT();   //启动定时器6
}

Peripheral_Set函数在main.c中被调用，进入while循环前已将定时器6初始化，并启动。

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_TIM6_Init();			//初始化定时器6，系统自动生成
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  MyInit.Peripheral_Set();	//自己的初始化函数，调用定时器6启动函数
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
 while (1)
  {
    System.Run();//Run函数中不用写任何代码，因为定时器是中断触发的
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */

CallBack.c

        在回调文件中重写HAL_TIM_PeriodElapsedCallback函数，该函数是定时器的中断回调函数，重写后，调用的就是下面这个让LED灯电平翻转的函数，并不是系统原本的空函数（弱函数，没有实际的功能）

Timer6.usMCU_Run_Timer在结构体中被初始化为0，因为1s等于200*5ms，当Timer6.usMCU_Run_Timer大于200时，就完成了定时1秒，然后就让LED灯电平翻转

（其中usMCU_Run_Timer被volatile修饰代表他是一个随时变化的变量）

        因为该函数是中断回调函数，所以不需要在主函数中调用，定时器溢出后便会自动到该函数处执行。（所以不用再Run函数中调用）

/*
* @name   HAL_TIM_PeriodElapsedCallback
* @brief  定时器中断回调函数
* @param  *htim：处理定时器的结构体指针
* @retval None   
*/
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
  if(htim->Instance == htim6.Instance)//判断是否为定时器6
  {
    //定时器6每隔5ms进入一次中断，usMCU_Run_Timer就加1，当计时时间达到1s时，翻转LED灯的状态
    if(++Timer6.usMCU_Run_Timer >= TIMER_1s)
    {
      Timer6.usMCU_Run_Timer = 0;
      LED.LED_Fun(LED1,LED_Flip);
      LED.LED_Fun(LED2,LED_Flip);
      LED.LED_Fun(LED3,LED_Flip);
    }
  }
}

        HAL_TIM_PeriodElapsedCallback函数体在stm32f4xx.hal_tim.c文件中被定义，_weak修饰了函数，说明这个函数是个弱函数，当没有被重构时，如果函数被调用，调用的是系统的这个没有具体功能的函数体，因为生成的代码并不知道开发者要干嘛，所以是个空函数；当该函数被重构后，调用的就是开发者重构后的函数

/**
  * @brief  Period elapsed callback in non-blocking mode
  * @param  htim TIM handle
  * @retval None
  */
__weak void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(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_PeriodElapsedCallback could be implemented in the user file
   */
}

总结

        综上所述，我们明白啦，利用了HAL库，已经帮我们生成了大部分的代码，我们只需要定义一个结构体（一个变量，一个函数指针（用来打开定时器））。后期只需要调用结构体就可实现定时的功能，最后我们还需要写一个回调函数来实现我们想要实现的功能，因为hal中已经构建了一个弱函数，我们只需要重新构建一个同名的函数即可（定时器中断函数大功告成）。

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