代码收藏家 嵌入式系统学习笔记之“定时器中断”——STM32(五)
目录
一、实验目的
二、实验原理
2.1 三种常规定时器的区别
2.2 通用定时器的主要特点
2.3 通用定时器的3种计数器模式
2.3.1向上计数模式：
2.3.2向下计数模式：
2.3.3中央对齐模式（向上/向下计数）：
2.4定时器中断有关的寄存器
三、实验步骤
3.1硬件连接
3.2软件思路
四、实验代码
4.1 main.c
4.2 timer.c
4.3 timer.h
4.4 led.c
4.5 led.h
五、实验结果展示
六、心得体会
一、实验目的
1.1掌握STM32F103ZET6单片机的定时器中断配置与使用。
1.2学习通过定时器中断实现LED的交替闪烁。
1.3熟悉定时器的配置和工作原理。
1.4提升对嵌入式系统中断处理和定时器应用的理解与实践能力。
二、实验原理
本实验通过配置STM32F103ZET6的定时器产生周期性中断，在中断服务函数中控制两个LED的交替闪烁。
2.1 三种常规定时器的区别
在实际编程中通常使用“通用定时器”。
原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_45888152/article/details/106454345
2.2 通用定时器的主要特点
STM32F103的通用定时器是TIM2、TIM3、TIM4、TIM5.
▶位于低速APB1总线上（时钟可以来源于APB1的时钟）
▶16位向上、向下、中心对齐 的计数模式，自动装载计数器（TIMx_CNT）。
▶16位可实时修改的预分频器（TIMx_PSC），计数器时钟频率的分频系数位1~65535之间的任意数值。（分频之后计数器的时钟频率变小，因此可以计数更长的周期）
▶每一个定时器都有4个独立通道（TIMx_CH1~4），这些道路可以用来作为：
①输入捕获
②输出比较
③PWM生成
④单脉冲模式输出
2.3 通用定时器的3种计数器模式
通用定时器可以向上计数、向下计数、向上向下双向计数模式。
2.3.1向上计数模式：
计数器从0计数到自动加载值（TIMx_ARR），然后重新从0开始计数并且产生一个计数器溢出事件。
2.3.2向下计数模式：
计数器从自动装入的值（TIMx_ARR）开始向下计数到0，然后从自动装入的值重新开始，并产生一个计数器向下溢出事件。
2.3.3中央对齐模式（向上/向下计数）：
计数器从0开始计数到自动装入的值，产生一个计数器溢出事件；然后向下计数到1并且产生一个计数器溢出事件；然后再从0开始重新计数。
2.4定时器中断有关的寄存器
①TIMx_CNT：这个寄存器是作为计数器当前值的记录器，记录当前的计数器的数值；
②TIMx_PSC：这个寄存器用来配置预分频因子的值（CK_CNT=fck_psc/[PSC[15:0]+1]）；
③TIMx_ARR：这个寄存器用来配置自动重装载值，即计数器的触发时间的地方；
④TIMx_CR1：这个寄存器用来控制计数模式和使能计数器；
⑤TIMx_DIER：这个寄存器用来使能中断；
三、实验步骤
3.1硬件连接
①将两个LED灯连接到STM32F103ZET6的GPIO引脚（例如：PB5和PB6），并通过限流电阻连接电源。
②确保电路连接可靠，LED连接正确。
3.2软件思路
①使能相应的时钟
②配置相应的定时器的模式、初始化定时器
③开启定时器的中断、配置NVIC函数
④使能定时器
⑤配置中断服务函数
四、实验代码
4.1 main.c
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "timer.h"
int main(void)
{
delay_init(); //延时函数初始化
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
uart_init(115200); //串口初始化为115200
LED_Init(); //LED端口初始化
TIM3_Int_Init(4999,7199);//10Khz的计数频率，计数到5000为500ms
while(1)
{
LED0=!LED0;
delay_ms(200);
}
}
4.2 timer.c
#include "timer.h"
#include "led.h"
//通用定时器3中断初始化
//这里时钟选择为APB1的2倍，而APB1为36M
//arr：自动重装值。
//psc：时钟预分频数
//这里使用的是定时器3!
void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //时钟使能
//定时器TIM3初始化
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE ); //使能指定的TIM3中断,允许更新中断
//中断优先级NVIC设置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; //TIM3中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //先占优先级0级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //从优先级3级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //初始化NVIC寄存器
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能TIMx
}
//定时器3中断服务程序
void TIM3_IRQHandler(void) //TIM3中断
{
if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) //检查TIM3更新中断发生与否
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update ); //清除TIMx更新中断标志
LED1=!LED1;
}
}
4.3 timer.h
#ifndef __TIMER_H
#define __TIMER_H
#include "sys.h"
void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc);
#endif
4.4 led.c
#include "led.h"
//初始化PB5和PE5为输出口.并使能这两个口的时钟
//LED IO初始化
void LED_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOE, ENABLE); //使能PB,PE端口时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //LED0-->PB.5 端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //IO口速度为50MHz
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化GPIOB.5
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5); //PB.5 输出高
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //LED1-->PE.5 端口配置, 推挽输出
GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure); //推挽输出 ，IO口速度为50MHz
GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_5); //PE.5 输出高
}
4.5 led.h
#ifndef __LED_H
#define __LED_H
#include "sys.h"
#define LED0 PBout(5)// PB5
#define LED1 PEout(5)// PE5
void LED_Init(void);//初始化
#endif
五、实验结果展示
定时器中断
六、心得体会
这次实验让我更深入地理解了定时器的工作原理和中断服务函数的编写方法。通过配置定时器产生中断，并在中断服务函数中控制LED的状态，我成功地实现了两个LED的交替闪烁。在调试过程中，我积极解决了遇到的问题，提升了解决问题的能力。同时，通过这次实验，我也更加熟悉了嵌入式系统中断处理和定时器的应用，为今后的嵌入式开发奠定了坚实的基础。这次实验让我感受到了知识的乐趣，也激发了我对嵌入式系统更深入探索的兴趣。
作者：放晴了94
