STM32学习进阶笔记：GPIO、TIM定时器与中断管理（第二天学习要点）

1. 总线相关讲解

（看不懂没事，这是个人理解，下面开始是正文）

首先这是 STM32 里面的总线，简单来说，总线关系如下：
总线 AHB 进行分支：

–> APB1（低速）

–> APB2（高速）

并且每个时钟可以绑定 4 个通道，用于 PWM 输出。输出原理简单来讲，就是先将 GPIO 端口绑定好，再绑定好时钟，然后用 OC（后续会详细讲解）的方法对比输出 PWM。

需要注意的是：

APB2 (1) ：时钟 1（即 TIM1）走的线是 APB1；

APB1 (2, 3, 4) ：时钟 2、3、4 走的线是 APB2（后续会详细讲到，这里先提及）。

2. 每引脚状态设置（GPIO 设置）

在 STM32 里，几乎每个功能都需要经过以下 4 个步骤才能使用：1. 定义结构体；2. 使能化；3. 设置；4. 绑定。

2.1 定义结构体

如果对其他功能的使能化感兴趣，可以查看它们对应的文档。

这里我们要定义 GPIO（即每个引脚）的结构体。使用什么功能，就定义什么结构体。对于 GPIO 端口设置，定义结构体的方式如下：

c

GPIO_InitTypeDef + 你要使用的功能的结构体的名字（这里是对 GPIO 端口设置，结构体名称为 GPIO_InitStructure）

实际定义代码为：

c

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

2.2 使能化（RCC 总线）

直白来讲，RCC 线是一条控制功能开启关闭的线。

先讲讲 RCC 与前面的 AHB 数据传输总线的区别：RCC 的主要功能是控制时钟的状态，AHB 线主要用于传输数据。之所以需要 RCC，是因为想要一个引脚输出，必须先开启其时钟，否则无法使用。可以说时钟就像开关，便于管理。

使能化可以简单理解为：默认状态是关闭的，若要驱动某个功能，就需要将其打开，这个操作就称为使能化。

代码示例：

c

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

对代码各部分的解释如下：

RCC：控制线；

APB2：走快速线（也可根据需求选择走慢线 APB1）；

Periph：外设；

Clock：时钟；

Cmd：命令的意思。

总结来说，就是在 RCC 总线上通过 APB2 快速线发送时钟命令。

若大家感兴趣，可以查看相关资源。

STM32嵌入式开发常用词汇词组及缩写汇总_嵌入式psp是什么意思-CSDN博客

2.3 设置

不同的功能定义设置不同，这里讲解的是 GPIO 引脚的设置（共需设置 3 项）。

因为已经定义了结构体，只需为结构体对应的项赋值即可。若觉得麻烦，也可将其写成函数，虽然代码会长一些，但使用起来更方便。

代码示例：

c

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50Hz;

格式为 GPIO_InitStructure.GPIO_ + 你要设置的值，每个项都必须设置，不能遗漏。

下面详细讲解这三个设置项及可赋予的值：

2.3.1 PIN（引脚）

前面的使能化是针对整个 GPIOA 组，而这里要指定 GPIOA 里具体的引脚。除了单独指定引脚，还有两种多选引脚的方式：

使用 “|” 的方式：例如 GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3，可同时选择多个引脚。

使用 “all” 的方式：如 GPIO_Pin_All，可选取前面使能的 GPIOA 所有引脚。

2.3.2 mode（端口模式）

GPIO_Mode_Out_PP：直白来说就是输出，但只能输出高电平和低电平，不能输出 PWM。

GPIO_Mode_IN_FLOATING：这是正常不使用时的状态，即浮空状态。

GPIO_Mode_IPU：上拉模式，默认成高电平。

GPIO_AF_OUT：可用于输出 PWM（注：完整表述可能是 GPIO_Mode_AF_PP 等复用输出模式）。

2.3.3 SPEED（频率）

这里的 SPEED 指频率，不过代码中的 GPIO_Speed_50Hz 有误，通常是 GPIO_Speed_50MHz 。

2.4 绑定

代码示例：

c

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

即 ..._Init（你最开始使能化的那个 GPIO 组，&到这个你定义的结构体），简单来说，就是将对结构体的定义应用到该引脚组。

        case 1: GPIO_SetBits(gpio, pin);输出高电平
        case 0: GPIO_ResetBits;输出低电平

3. 定时器（TIM）配置

定时器配置主要分为定时器基本时基配置和输出比较（OC）配置两部分，以下为详细说明：

3.1 定时器基本时基配置

1. 定义结构体
   使用 TIM_TimeBaseInitTypeDef 类型定义结构体变量，用于存储定时器基本时基配置参数。

 

c

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

 

1. 使能定时器时钟
   需根据定时器所在的 APB 总线，使用 RCC_APBxPeriphClockCmd 函数使能对应时钟。例如，若定时器在 APB2 总线上，则：

 

c

RCC_APB2PeriphClockCmd(对应时钟, ENABLE);

 

1. 设置基本时基参数

 

c

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = period;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = prescaler; 
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = clockdivision;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;   

 

各参数含义如下：

 

period：设置定时周期，如 999 ，用于设定定时器计数到该值时的周期长度。

prescaler：预分频器值，取值如 0 或 1 ，用于降低计数器的计数频率 。

clockdivision：时钟分频因子，可取值 TIM_CKD_DIV1、TIM_CKD_DIV2、TIM_CKD_DIV4 等，数值越高过滤效果越好，在编码器应用中一般不使用 。

countermode：计数方式，默认使用向上计数 TIM_CounterMode_Up ，也可选择向下计数 TIM_CounterMode_Down 。

 

1. 绑定配置
   将配置好的结构体应用到对应的定时器，完成基本时基配置。

 

c

TIM_TimeBaseInit(定时器实例, &TIM_TimeBaseStructure);

 

例如，若使用 TIM3 ，则为 TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);

3.2 定时器输出比较（OC）配置

1. 定义结构体
   使用 TIM_OCInitTypeDef 类型定义结构体变量，用于存储输出比较配置参数。

 

c

TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;

 

1. 使能定时器时钟
   与基本时基配置相同，根据定时器所在总线使能时钟。

 

c

RCC_APB2PeriphClockCmd(对应时钟, ENABLE);

 

1. 设置输出比较参数

 

c

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = pulse;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;

 

各参数含义如下：

 

TIM_OCMode：输出比较模式，如 TIM_OCMode_PWM1 ，用于产生 PWM 信号。

TIM_OutputState：输出使能状态，TIM_OutputState_Enable 表示使能输出。

TIM_Pulse：比较值，如 500 ，与定时周期 period 共同决定 PWM 信号的占空比 。

TIM_OCPolarity：输出极性，TIM_OCPolarity_High 表示当计数器值小于比较值时输出高电平。

 

1. 绑定配置到定时器通道
   根据所需通道，将配置绑定到对应定时器实例的通道上。例如，将配置绑定到 TIM3 的通道 1：

 

c

TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);

 

一个定时器通常可以输出 4 个通道（OC1、OC2、OC3、OC4），可分别进行配置。
5. 使能定时器
完成上述配置后，使用 TIM_Cmd 函数使能定时器，让其开始工作。

 

c

TIM_Cmd(绑定好的定时器实例, ENABLE);

这里是定时器NVIC

    TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE);
    
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;  
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

1. TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE);

2. 这个函数调用是用于使能定时器 TIM3 的更新中断（TIM_IT_Update）。在 STM32 的定时器中，更新事件会在计数器溢出（向上计数模式下计数值达到自动重装载值）、下溢（向下计数模式下计数值减为 0）等情况下发生。通过调用 TIM_ITConfig 函数并传入 ENABLE 参数，就开启了定时器 TIM3 发生更新事件时产生中断的功能。

3. NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

4. 这行代码定义了一个 NVIC_InitTypeDef 类型的结构体变量 NVIC_InitStructure，该结构体用于存储中断向量控制器（NVIC）的初始化配置参数。

5. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;

6. 这行代码设置了 NVIC_InitStructure 结构体中的 NVIC_IRQChannel 成员，将其赋值为 TIM3_IRQn。TIM3_IRQn 是一个枚举值，表示定时器 TIM3 对应的中断通道，这一步是告诉 NVIC 要配置哪个中断源的相关参数。

7. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;

8. 这里设置了中断通道的抢占优先级（Preemption Priority）为 0。在 NVIC 中，抢占优先级用于确定当多个中断同时发生时，哪个中断具有更高的优先级从而优先得到响应。数值越小，优先级越高。

9. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;

10. 这行代码设置了中断通道的子优先级（Sub Priority）为 1。当两个中断具有相同的抢占优先级时，子优先级用于进一步区分它们的优先级顺序。同样，数值越小，优先级越高。

11. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

12. 此代码设置了 NVIC_InitStructure 结构体中的 NVIC_IRQChannelCmd 成员为 ENABLE，表示使能 TIM3 对应的中断通道。即允许该中断通道产生的中断请求能够被 NVIC 处理。

13. NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

14. 最后调用 NVIC_Init 函数，并传入 NVIC_InitStructure 结构体的指针。这个函数根据结构体中设置的参数对 NVIC 进行初始化配置，完成定时器 TIM3 中断在 NVIC 中的相关设置，使得当 TIM3 产生更新中断时，系统能够正确响应并执行相应的中断服务函数。

作者：2401_88712943