STM32 Cube MX配置SYS Timebase Source的步骤详解

在 STM32 CubeMX 中设置 SYS Timebase Source（系统时间基准源）是为了指定 HAL（硬件抽象层）库用于时间管理和延迟功能（如 HAL_Delay）的时间源。默认情况下，它使用 SysTick，但根据项目需求（例如使用 FreeRTOS 时），你可以选择其他定时器作为时间基准源。以下是具体设置步骤：

设置步骤

打开 CubeMX 项目：
启动 STM32CubeMX 并加载你的项目（.ioc 文件），或者新建一个项目并选择目标 STM32 芯片。
进入 Pinout & Configuration 视图：
在左侧导航栏中，点击 System Core，然后选择 SYS。
选择 Timebase Source：
在 SYS 配置面板中，找到 Timebase Source 下拉菜单。
默认选项是 SysTick（系统滴答定时器）。你可以点击下拉菜单，选择其他可用定时器（如 TIM1、TIM2、TIM6 等），具体选项取决于你的 STM32 型号支持的定时器。
如果你使用 FreeRTOS，建议选择一个独立的定时器（如 TIM6），因为 FreeRTOS 通常会占用 SysTick 来实现任务调度。
确认定时器可用性：
如果某个定时器选项是灰色的，可能是因为该定时器已被其他外设占用，或者在多核 MCU（如 STM32H7）中未分配给当前核心。
在这种情况下，先检查 Timers 类别，确保目标定时器未被启用或分配给其他功能。
时钟配置（可选）：
如果你选择了某个定时器作为 Timebase Source，建议进入 Clock Configuration 选项卡，检查该定时器的时钟源和分频设置，确保其频率适合时间基准需求（通常 1ms 滴答，即 1kHz）。
生成代码：
配置完成后，点击顶部工具栏的 Generate Code（或按 Alt + K），生成项目代码。
CubeMX 会自动在生成的代码中初始化所选的 Timebase Source，例如在 stm32xx_hal_conf.h 和 stm32xx_hal_timebase_tim.c 中配置相应的定时器。

注意事项

SysTick vs 定时器：

SysTick 是 Cortex-M 内核内置的简单定时器，适合基本应用。但在 RTOS（如 FreeRTOS）中，SysTick 通常被 RTOS 占用，因此 HAL 需要一个独立的定时器来避免冲突。

使用专用定时器（如 TIM6）可以提高系统的模块化，但会占用一个硬件资源。

FreeRTOS 的特殊情况：

如果启用了 FreeRTOS，CubeMX 会在生成代码时提示：“When FreeRTOS is used, it is strongly recommended to use a HAL timebase source other than the SysTick”。此时，必须选择一个定时器，否则可能导致时间管理混乱。

中断优先级：

生成代码后，检查 NVIC（嵌套向量中断控制器）设置，确保所选定时器的中断优先级正确配置（通常在 System Core -> NVIC 中）。默认优先级可能需要根据应用调整。

代码验证：

生成代码后，查看 main.c 中的 HAL_Init() 函数调用，它会初始化时间基准。可以用调试器验证时间基准是否正常工作，例如通过 HAL_Delay 测试延迟是否准确

Nucleo F401RE开发板举例:

在 STM32F401RE 芯片上，使用 STM32 CubeMX 将 SYS Timebase Source 设置为 TIM10，TIM10 的频率取决于其时钟源和分频配置。以下是计算和设置 TIM10 频率的详细步骤：

1. TIM10 的时钟源

STM32F401RE 是基于 Cortex-M4 的单核 MCU。

TIM10 是一个 16 位通用定时器，挂接在 APB2 总线上。因此，TIM10 的时钟源来自 APB2 时钟。

在 STM32F401RE 中，APB2 时钟的频率由系统时钟 (HCLK) 和 APB2 预分频器 (APB2 Prescaler) 决定。

2. 默认时钟配置

在 STM32 CubeMX 的 Clock Configuration 视图中：

默认情况下，STM32F401RE 的系统时钟 (SYSCLK) 可以配置为最高 84 MHz（通过 HSE 或 PLL）。

APB2 时钟 (PCLK2) 通常由 HCLK 分频得出：

如果 APB2 预分频器设置为 1，则 PCLK2 = HCLK。

如果 HCLK = 84 MHz，且 APB2 预分频器 = 1，则 PCLK2 = 84 MHz。

TIM10 的输入时钟 (TIM10CLK) 是 PCLK2 的频率，但需要注意定时器时钟的倍频规则：

如果 APB2 预分频器 > 1，则 TIM10CLK = PCLK2 × 2。

如果 APB2 预分频器 = 1，则 TIM10CLK = PCLK2。

假设默认配置为 HCLK = 84 MHz，APB2 预分频器 = 1，则：

PCLK2 = 84 MHz

TIM10CLK = 84 MHz

3. TIM10 的实际频率

TIM10 的“频率”通常指其计数频率或中断频率，这取决于以下两个参数：

预分频器 (Prescaler, PSC)：将 TIM10CLK 分频。

自动重载值 (Auto-Reload Register, ARR)：决定计数器溢出的周期。

在 CubeMX 中，当你将 SYS Timebase Source 设置为 TIM10 时，生成的代码会自动配置 TIM10 以产生 1ms 的时间基准（即 1kHz 的中断频率），这是 HAL 库的标准设置。

计算公式： fTIM10=TIM10CLK(PSC+1)×(ARR+1) f_{TIM10} = \frac{TIM10CLK}{(PSC + 1) \times (ARR + 1)} fTIM10=(PSC+1)×(ARR+1)TIM10CLK

CubeMX 默认设置

假设 TIM10CLK = 84 MHz。

CubeMX 通常配置：

PSC = 83（预分频器从 0 开始计数，所以 PSC + 1 = 84）。

ARR = 999（从 0 计数到 999，共 1000 个周期）。

则： fTIM10=84,000,000(83+1)×(999+1)=84,000,00084×1000=1000 Hz=1 kHz f_{TIM10} = \frac{84,000,000}{(83 + 1) \times (999 + 1)} = \frac{84,000,000}{84 \times 1000} = 1000 \, \text{Hz} = 1 \, \text{kHz} fTIM10=(83+1)×(999+1)84,000,000=84×100084,000,000=1000Hz=1kHz

这对应于 1ms 的时间间隔，符合 HAL 时间基准的要求。

4. 在 CubeMX 中验证和调整

步骤：

在 CubeMX 的 Pinout & Configuration 中，进入 System Core -> SYS，将 Timebase Source 设为 TIM10。
打开 Clock Configuration，确认 APB2 时钟频率（例如 84 MHz）。
生成代码后，检查 stm32f4xx_hal_conf.h 和 stm32f4xx_hal_timebase_tim.c 文件，确认 TIM10 的 PSC 和 ARR 值。

HAL_StatusTypeDef HAL_InitTick(uint32_t TickPriority)
{
  RCC_ClkInitTypeDef    clkconfig;
  uint32_t              uwTimclock = 0U;

  uint32_t              uwPrescalerValue = 0U;
  uint32_t              pFLatency;

  HAL_StatusTypeDef     status;

  /* Enable TIM10 clock */
  __HAL_RCC_TIM10_CLK_ENABLE();

/* Get clock configuration */
  HAL_RCC_GetClockConfig(&clkconfig, &pFLatency);

  /* Compute TIM10 clock */
      uwTimclock = HAL_RCC_GetPCLK2Freq();

  /* Compute the prescaler value to have TIM10 counter clock equal to 1MHz */
  uwPrescalerValue = (uint32_t) ((uwTimclock / 1000000U) - 1U);

  /* Initialize TIM10 */
  htim10.Instance = TIM10;

  /* Initialize TIMx peripheral as follow:

  + Period = [(TIM10CLK/1000) - 1]. to have a (1/1000) s time base.
  + Prescaler = (uwTimclock/1000000 - 1) to have a 1MHz counter clock.
  + ClockDivision = 0
  + Counter direction = Up
  */
  htim10.Init.Period = (1000000U / 1000U) - 1U;
  htim10.Init.Prescaler = uwPrescalerValue;
  htim10.Init.ClockDivision = 0;
  htim10.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
  htim10.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;

  status = HAL_TIM_Base_Init(&htim10);
  if (status == HAL_OK)
  {
    /* Start the TIM time Base generation in interrupt mode */
    status = HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim10);
    if (status == HAL_OK)
    {
    /* Enable the TIM10 global Interrupt */
        HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM1_UP_TIM10_IRQn);
      /* Configure the SysTick IRQ priority */
      if (TickPriority < (1UL << __NVIC_PRIO_BITS))
      {
        /* Configure the TIM IRQ priority */
        HAL_NVIC_SetPriority(TIM1_UP_TIM10_IRQn, TickPriority, 0U);
        uwTickPrio = TickPriority;
      }
      else
      {
        status = HAL_ERROR;
      }
    }
  }

 /* Return function status */
  return status;
}

调整频率：

如果需要不同的频率（例如 10kHz），可以在 CubeMX 的 TIM10 配置中手动设置 PSC 和 ARR，或者在生成代码后修改初始化参数。

5. 结果

对于 STM32F401RE，若系统时钟配置为 84 MHz，APB2 预分频器 = 1，则 TIM10 的输入时钟 (TIM10CLK) 为 84 MHz。作为 SYS Timebase Source，默认配置下 TIM10 的中断频率为 1 kHz（1ms 周期）。如果你需要其他频率，可以调整 PSC 和 ARR。

作者：Zhao Jing

物联沃分享整理
物联沃-IOTWORD物联网 » STM32 Cube MX配置SYS Timebase Source的步骤详解