STM32CubeMX+Keil+Proteus仿真定时器中断控制LED灯

2024-02-02 11:33:40

本文说明

项目目标
基于STM32CubeMX配置定时器
利用HAL库开发实现功能：使用TIM2实现定时，每隔1秒实现双闪功能

相关软件使用说明
STM32CubeMX+Keil+Proteus相关的安装、使用、配置等基础操作不再赘述，有关内容的详细介绍如下
STM32CubeMX+Keil5+Proteus实现按键控制LED灯（入门篇）.

定时器知识点

STM32常见的定时器资源

1.系统滴答定时器 SysTick
集成在Cortex M3内核的定时器，主要目的是给RTOS提供时钟节拍做时间基准。比如HAL库函数中的HAL_Delay()就是基于这个定时器开发的。如果要做嵌入式Linux的相关项目，要和上位机进行通讯的话，这个函数就不能用了。

2.看门狗定时器 WatchDog

3.实时时钟 RTC

4.基本定时器 TIM6、TIM7

5.通用定时器 TIM2、TIM3、TIM4、TIM5
在基本定时器的基础上，实现输出比较、输入捕获、PWM生成、单脉冲模式输出等功能。这类定时器最具代表性，使用也最为广泛

6.高级定时器 TIM1、TIM8

STM32通用定时器知识点

定时器结构
由一个可编程预分频器（Prescaler）驱动的16位自动重装主计数器（Counter Period）构成。可以对内部时钟或触发源以及外部时钟或触发源进行计数

工作原理
首先，定时器时钟信号送入16位可编程预分频器，该预分频器系数为0~65535之间的任意数值。当预分频器溢出后，就向16位主计数器发出一个脉冲信号
预分频器本质就是一个加法计数器，预分频器系数则是加计数的溢出值

定时器发生中断时间计算方法
定时时间 = （Prescaler+1）x （Counter Period+1）x 1/定时器时钟频率

由于定时器时钟频率固定，所以我们在STM32CubeMX中进行配置定时器时钟时就只需要输入另外两个值

例如我们假设时钟信号为72MHz，每隔100ms翻转一次某个引脚的输出电平
由公式 100ms = （Prescaler+1）x （Counter Period+1）x 1/72000000
可设置
参数Prescaler 为71999（72000-1）
参数Counter Period 为99（100-1）

基于STM32CubeMX的定时器项目配置步骤

设置Clock Source时钟源
根据需求设置参数Prescaler和Counter Period
配置NVIC嵌套向量中断控制器
用户重写定时器溢出回调函数，实现具体的中断逻辑

STM32CubeMX配置方法

在GPIO中设置两个输出LED1和LED2，引脚分别为PA1和PA2
默认输出低电平、推挽模式、无上/下拉、高速输出
在RCC中设置HSE为Crystal/Ceramic Resonator
在Clock Configuration中配置时钟树，32MHz
在SYS中设置Debug方式为No Debug

由于我们需要使用TIM2定时，所以我们在Timers模块下找到TIM2
【第一步】
设置Clock Source时钟源为Internal Clock（内部时钟），如上图所示
我们的需求定时器频率为32MHz，间隔1秒（1000ms）翻转电平
所以根据定时器发生中断时间计算方法
【第二步】
设置参数Prescaler为31999
设置参数Counter Period为999，如上图所示
【第三步】
配置NVIC嵌套向量中断控制器，勾选使能TIM2中断，如下图所示

最后配置项目，生成代码就OK啦
STM32CubeMX配置定时器的任务就完成了
接下来做第四步工作，重写定时器溢出回调函数即可

Keil编辑代码逻辑

打开Keil工程，可以看到多了一个tim.c文件，打开i这个文件我们就看到了我们刚刚配置的参数，如下图所示
所以如果我们想要修改这个定时器的时间间隔，改这里的参数即可。

接着我们去stm32f1xx.it.c文件中找我们的定时器TIM2回调函数
有个TIM2_IRQHandler（），找到内部函数，然后右键Go To Definition Of

来到void HAL_TIM_IRQHandler(TIM_HandleTypeDef *htim)函数体
一直下拉，直到找到我们需要的时间定时函数HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(htim)

然后再次右键Go To Definition Of，找到我们要的虚函数

复制到main.c文件中，在Private User Code区域重写代码即可，如图

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
	if(htim->Instance == TIM2)
	{
		HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2);
	}
}
/* USER CODE END 0 */

定时器功能逻辑代码写完了，接下来我们要开启定时器
定位到stm32f1xx_hal_tim.c文件，找到函数HAL_TIM_Base_Start_IT(TIM_HandleTypeDef *htim)

复制，调用，参数设置为&htim2即可

  /* USER CODE BEGIN 2 */
	HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);
  /* USER CODE END 2 */

最后编译程序
准备仿真

Proteus仿真

原理图如下

仿真运行，看看结果就好了

记得改一下主频为32MHz

由于Proteus的时间流动和现实时间并不同步，所以这里设置的间隔1秒双闪在Proteus里，给人的感觉慢了好多好多

正确观察时间的姿势应该是这样的，看下方的ANIMATING这里

由于设置一秒一闪，且默认低电平，所以奇数秒灯灭，偶数秒灯亮
如上图所示，此时为00：00：02xxxxxx，即第二秒内，所以此时灯亮
验证成功！！！

总结

主要学习了定时器中断的原理
知道如何用STM32CubeMX配置定时器
用一个具体项目来实现定时器中断
学会看Proteus里的运行时间

我是爱学习的诸葛铁锤，觉得有用的话点个赞哈，啾咪

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