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本章教程为大家讲解定时器应用之TIM1 – TIM14所有定时器的周期性中断实现。实际项目中用到的地方较多,特别是周期性的事件查询。
26.1 初学者重要提示
26.2 定时器中断的驱动设计
26.3 定时器板级支持包(bsp_tim_pwm.c)
26.4 定时器驱动移植和使用
26.5 实验例程设计框架
26.6 实验例程说明(MDK)
26.7 实验例程说明(IAR)
26.8 总结
定时器中断的实现相对比较简单,仅需一个函数即可实现TIM1-TIM14定时器的中断更新配置。
实现代码如下:
1. /*
2. ******************************************************************************************************
3. * 函 数 名: bsp_RCC_TIM_Enable
4. * 功能说明: 使能TIM RCC 时钟
5. * 形 参: TIMx TIM1 - TIM14
6. * 返 回 值: 无
7. ******************************************************************************************************
8. */
9. void bsp_RCC_TIM_Enable(TIM_TypeDef* TIMx)
10. {
11. if (TIMx == TIM1) __HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE();
12. else if (TIMx == TIM2) __HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();
13. else if (TIMx == TIM3) __HAL_RCC_TIM3_CLK_ENABLE();
14. else if (TIMx == TIM4) __HAL_RCC_TIM4_CLK_ENABLE();
15. else if (TIMx == TIM5) __HAL_RCC_TIM5_CLK_ENABLE();
16. else if (TIMx == TIM6) __HAL_RCC_TIM6_CLK_ENABLE();
17. else if (TIMx == TIM7) __HAL_RCC_TIM7_CLK_ENABLE();
18. else if (TIMx == TIM8) __HAL_RCC_TIM8_CLK_ENABLE();
19. else if (TIMx == TIM9) __HAL_RCC_TIM9_CLK_ENABLE();
20. else if (TIMx == TIM10) __HAL_RCC_TIM10_CLK_ENABLE();
21. else if (TIMx == TIM11) __HAL_RCC_TIM11_CLK_ENABLE();
22. else if (TIMx == TIM12) __HAL_RCC_TIM12_CLK_ENABLE();
23. else if (TIMx == TIM13) __HAL_RCC_TIM13_CLK_ENABLE();
24. else if (TIMx == TIM14) __HAL_RCC_TIM14_CLK_ENABLE();
25. else
26. {
27. Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
28. }
29. }
30.
31. /*
32. ******************************************************************************************************
33. * 函 数 名: bsp_RCC_TIM_Disable
34. * 功能说明: 关闭TIM RCC 时钟
35. * 形 参: TIMx TIM1 - TIM14
36. * 返 回 值: TIM外设时钟名
37. ******************************************************************************************************
38. */
39. void bsp_RCC_TIM_Disable(TIM_TypeDef* TIMx)
40. {
41. /*
42. APB1 定时器有 TIM2, TIM3 ,TIM4, TIM5, TIM6, TIM7, TIM12, TIM13, TIM14
43. APB2 定时器有 TIM1, TIM8 ,TIM9, TIM10, TIM11
44. */
45. if (TIMx == TIM1) __HAL_RCC_TIM3_CLK_DISABLE();
46. else if (TIMx == TIM2) __HAL_RCC_TIM2_CLK_DISABLE();
47. else if (TIMx == TIM3) __HAL_RCC_TIM3_CLK_DISABLE();
48. else if (TIMx == TIM4) __HAL_RCC_TIM4_CLK_DISABLE();
49. else if (TIMx == TIM5) __HAL_RCC_TIM5_CLK_DISABLE();
50. else if (TIMx == TIM6) __HAL_RCC_TIM6_CLK_DISABLE();
51. else if (TIMx == TIM7) __HAL_RCC_TIM7_CLK_DISABLE();
52. else if (TIMx == TIM8) __HAL_RCC_TIM8_CLK_DISABLE();
53. else if (TIMx == TIM9) __HAL_RCC_TIM9_CLK_DISABLE();
54. else if (TIMx == TIM10) __HAL_RCC_TIM10_CLK_DISABLE();
55. else if (TIMx == TIM11) __HAL_RCC_TIM11_CLK_DISABLE();
56. else if (TIMx == TIM12) __HAL_RCC_TIM12_CLK_DISABLE();
57. else if (TIMx == TIM13) __HAL_RCC_TIM13_CLK_DISABLE();
58. else if (TIMx == TIM14) __HAL_RCC_TIM14_CLK_DISABLE();
59. else
60. {
61. Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
62. }
63. }
64. /*
65. ******************************************************************************************************
66. * 函 数 名: bsp_SetTIMforInt
67. * 功能说明: 配置TIM和NVIC,用于简单的定时中断,开启定时中断。另外注意中断服务程序需要由用户应用程序
68. 实现。
69. * 形 参: TIMx : 定时器
70. * _ulFreq : 定时频率 (Hz)。 0 表示关闭。
71. * _PreemptionPriority : 抢占优先级
72. * _SubPriority : 子优先级
73. * 返 回 值: 无
74. ******************************************************************************************************
75. */
76. void bsp_SetTIMforInt(TIM_TypeDef* TIMx, uint32_t _ulFreq, uint8_t _PreemptionPriority, uint8_t
77. _SubPriority)
78. {
79. TIM_HandleTypeDef TimHandle = {0};
80. uint16_t usPeriod;
81. uint16_t usPrescaler;
82. uint32_t uiTIMxCLK;
83.
84. /* 使能TIM时钟 */
85. bsp_RCC_TIM_Enable(TIMx);
86.
87. /*-----------------------------------------------------------------------
88. system_stm32f4xx.c 文件中 void SetSysClock(void) 函数对时钟的配置如下:
89.
90. HCLK = SYSCLK / 1 (AHB1Periph)
91. PCLK2 = HCLK / 2 (APB2Periph)
92. PCLK1 = HCLK / 4 (APB1Periph)
93.
94. 因为APB1 prescaler != 1, 所以 APB1上的TIMxCLK = PCLK1 x 2 = SystemCoreClock / 2;
95. 因为APB2 prescaler != 1, 所以 APB2上的TIMxCLK = PCLK2 x 2 = SystemCoreClock;
96.
97. APB1 定时器有 TIM2, TIM3 ,TIM4, TIM5, TIM6, TIM7, TIM12, TIM13,TIM14
98. APB2 定时器有 TIM1, TIM8 ,TIM9, TIM10, TIM11
99.
100. ----------------------------------------------------------------------- */
101. if ((TIMx == TIM1) || (TIMx == TIM8) || (TIMx == TIM9) || (TIMx == TIM10) || (TIMx == TIM11))
102. {
103. /* APB2 定时器时钟 = 168M */
104. uiTIMxCLK = SystemCoreClock;
105. }
106. else
107. {
108. /* APB1 定时器 = 84M */
109. uiTIMxCLK = SystemCoreClock / 2;
110. }
111.
112. if (_ulFreq < 100)
113. {
114. usPrescaler = 10000 - 1; /* 分频比 = 10000 */
115. usPeriod = (uiTIMxCLK / 10000) / _ulFreq - 1; /* 自动重装的值 */
116. }
117. else if (_ulFreq < 3000)
118. {
119. usPrescaler = 100 - 1; /* 分频比 = 100 */
120. usPeriod = (uiTIMxCLK / 100) / _ulFreq - 1; /* 自动重装的值 */
121. }
122. else /* 大于4K的频率,无需分频 */
123. {
124. usPrescaler = 0; /* 分频比 = 1 */
125. usPeriod = uiTIMxCLK / _ulFreq - 1; /* 自动重装的值 */
126. }
127.
128. /*
129. 定时器中断更新周期 = TIMxCLK / usPrescaler + 1)/usPeriod + 1)
130. */
131. TimHandle.Instance = TIMx;
132. TimHandle.Init.Prescaler = usPrescaler;
133. TimHandle.Init.Period = usPeriod;
134. TimHandle.Init.ClockDivision = 0;
135. TimHandle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
136. TimHandle.Init.RepetitionCounter = 0;
137. TimHandle.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
138. if (HAL_TIM_Base_Init(&TimHandle) != HAL_OK)
139. {
140. Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
141. }
142.
143. /* 使能定时器中断 */
144. __HAL_TIM_ENABLE_IT(&TimHandle, TIM_IT_UPDATE);
145.
146.
147. /* 配置TIM定时更新中断 (Update) */
148. {
149. uint8_t irq = 0; /* 中断号, 定义在 stm32h7xx.h */
150.
151. if (TIMx == TIM1) irq = TIM1_UP_TIM10_IRQn;
152. else if (TIMx == TIM2) irq = TIM2_IRQn;
153. else if (TIMx == TIM3) irq = TIM3_IRQn;
154. else if (TIMx == TIM4) irq = TIM4_IRQn;
155. else if (TIMx == TIM5) irq = TIM5_IRQn;
156. else if (TIMx == TIM6) irq = TIM6_DAC_IRQn;
157. else if (TIMx == TIM7) irq = TIM7_IRQn;
158. else if (TIMx == TIM8) irq = TIM8_UP_TIM13_IRQn;
159. else if (TIMx == TIM9) irq = TIM1_BRK_TIM9_IRQn;
160. else if (TIMx == TIM10) irq = TIM1_UP_TIM10_IRQn;
161. else if (TIMx == TIM11) irq = TIM1_TRG_COM_TIM11_IRQn;
162. else if (TIMx == TIM12) irq = TIM8_BRK_TIM12_IRQn;
163. else if (TIMx == TIM13) irq = TIM8_UP_TIM13_IRQn;
164. else if (TIMx == TIM14) irq = TIM8_TRG_COM_TIM14_IRQn;
165. else
166. {
167. Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
168. }
169. HAL_NVIC_SetPriority((IRQn_Type)irq, _PreemptionPriority, _SubPriority);
170. HAL_NVIC_EnableIRQ((IRQn_Type)irq);
171. }
172.
173. HAL_TIM_Base_Star
程序中的注释已经比较详细,这里把几个关键的地方再阐释下:
定时器初始化完毕了,定时器中断服务程序不要忘了写。比如使用定时器6的中断。
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: TIM6_DAC_IRQHandler
* 功能说明: TIM6定时中断服务程序
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void TIM6_DAC_IRQHandler(void)
{
if((TIM6->SR & TIM_FLAG_UPDATE) != RESET)
{
/* 清除标志 */
TIM6->SR = ~ TIM_FLAG_UPDATE;
/* 添加用户程序 */
}
}
使用定时器中断不要把中断入口函数的名字写错了,比如这个定时器6,很容易错搞成TIM6__IRQHandler。
TIM1 – TIM14中断入口名如下(在startup_stm32f429xx.s文件里面有弱定义):
TIM1_BRK_TIM9_IRQHandler ; TIM1 Break 和 TIM9
TIM1_UP_TIM10_IRQHandler ; TIM1 Update 和 TIM10
TIM1_TRG_COM_TIM11_IRQHandler ; TIM1 Trigger Commutation 和 TIM11
TIM1_CC_IRQHandler ; TIM1 Capture Compare
TIM2_IRQHandler ; TIM2
TIM3_IRQHandler ; TIM3
TIM4_IRQHandler ; TIM4
TIM6_DAC_IRQHandler ; TIM6 and DAC1&2 underrun errors
TIM7_IRQHandler ; TIM7
TIM8_BRK_TIM12_IRQHandler ; TIM8 Break 和 TIM12
TIM8_UP_TIM13_IRQHandler ; TIM8 Update 和 TIM13
TIM8_TRG_COM_TIM14_IRQHandler ; TIM8 Trigger Commutation 和 TIM14
TIM8_CC_IRQHandler ; TIM8 Capture Compare
定时器驱动文件bsp_tim_pwm.c主要实现了如下两个API供用户调用:
这两个函数都是TIM1-TIM14所有定时器都支持,函数bsp_SetTIMOutPWM用于PWM,下个章节为大家讲解,本小节主要把函数bsp_SetTIMforInt做个说明。
函数原型:
void bsp_SetTIMforInt(TIM_TypeDef* TIMx, uint32_t _ulFreq, uint8_t _PreemptionPriority, uint8_t _SubPriority)
函数描述:
此函数主要用配置定时器周期性中断。
函数参数:
注意事项:
使用举例:
比如使用定时器6设置为20Hz频率, 周期0.05秒定时中断:
bsp_SetTIMforInt(TIM6, 20, 2, 0);
定时器的移植比较简单:
通过程序设计框架,让大家先对配套例程有一个全面的认识,然后再理解细节,本次实验例程的设计框架如下:
第1阶段,上电启动阶段:
第2阶段,进入main函数:
配套例子:
V6-007_定时器周期性中断(驱动支持TIM1-TIM14)
实验目的:
实验内容:
实验操作:
上电后串口打印的信息:
波特率 115200,数据位 8,奇偶校验位无,停止位 1
程序设计:
系统栈大小分配:
硬件外设初始化
硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现:
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: bsp_Init
* 功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
* 形 参:无0
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_Init(void)
{
/*
STM32H429 HAL 库初始化,此时系统用的还是F429自带的16MHz,HSI时钟:
- 调用函数HAL_InitTick,初始化滴答时钟中断1ms。
- 设置NVIV优先级分组为4。
*/
HAL_Init();
/*
配置系统时钟到168MHz
- 切换使用HSE。
- 此函数会更新全局变量SystemCoreClock,并重新配置HAL_InitTick。
*/
SystemClock_Config();
/*
Event Recorder:
- 可用于代码执行时间测量,MDK5.25及其以上版本才支持,IAR不支持。
- 默认不开启,如果要使能此选项,务必看V5开发板用户手册第8章
*/
#if Enable_EventRecorder == 1
/* 初始化EventRecorder并开启 */
EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
EventRecorderStart();
#endif
bsp_InitKey(); /* 按键初始化,要放在滴答定时器之前,因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
bsp_InitTimer(); /* 初始化滴答定时器 */
bsp_InitUart(); /* 初始化串口 */
bsp_InitExtIO(); /* 初始化扩展IO */
bsp_InitLed(); /* 初始化LED */
BEEP_InitHard(); /* 初始化蜂鸣器 */
}
定时器中断服务程序:
定时器6的中断服务程序如下,主要实现了LED4翻转:
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: TIM6_DAC_IRQHandler
* 功能说明: TIM6定时中断服务程序
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void TIM6_DAC_IRQHandler(void)
{
if((TIM6->SR & TIM_FLAG_UPDATE) != RESET)
{
/* 清除更新标志 */
TIM6->SR = ~ TIM_FLAG_UPDATE;
/* 翻转LED4和FMC扩展引脚23 */
bsp_LedToggle(4);
}
}
主功能:
主程序实现如下操作:
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: main
* 功能说明: c程序入口
* 形 参: 无
* 返 回 值: 错误代码(无需处理)
*********************************************************************************************************
*/
int main(void)
{
uint8_t ucKeyCode; /* 按键代码 */
bsp_Init(); /* 硬件初始化 */
PrintfLogo(); /* 打印例程名称和版本等信息 */
PrintfHelp(); /* 打印操作提示 */
bsp_StartAutoTimer(0, 100); /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */
bsp_SetTIMforInt(TIM6, 20, 2, 0); /* 设置为20Hz频率, 周期0.05秒定时中断*/
/* 进入主程序循环体 */
while (1)
{
bsp_Idle(); /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */
/* 判断定时器超时时间 */
if (bsp_CheckTimer(0))
{
/* 每隔50ms 进来一次 */
bsp_LedToggle(2);
}
/* 按键滤波和检测由后台systick中断服务程序实现,我们只需要调用bsp_GetKey读取键值即可。 */
ucKeyCode = bsp_GetKey(); /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */
if (ucKeyCode != KEY_NONE)
{
switch (ucKeyCode)
{
case KEY_DOWN_K1: /* K1键按下 */
printf("K1按键按下,开启TIM6的周期性中断\r\n");
TIM6->DIER |= TIM_IT_UPDATE;
break;
case KEY_DOWN_K2: /* K2键按下 */
printf("K2按键按下,关闭TIM6的周期性中断\r\n");
TIM6->DIER &= ~TIM_IT_UPDATE;
break;
default:
/* 其它的键值不处理 */
break;
}
}
}
}
配套例子:
V6-007_定时器周期性中断(驱动支持TIM1-TIM14)
实验目的:
实验内容:
实验操作:
上电后串口打印的信息:
波特率 115200,数据位 8,奇偶校验位无,停止位 1
程序设计:
系统栈大小分配:
硬件外设初始化
硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现:
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: bsp_Init
* 功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
* 形 参:无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_Init(void)
{
/*
STM32H429 HAL 库初始化,此时系统用的还是F429自带的16MHz,HSI时钟:
- 调用函数HAL_InitTick,初始化滴答时钟中断1ms。
- 设置NVIV优先级分组为4。
*/
HAL_Init();
/*
配置系统时钟到168MHz
- 切换使用HSE。
- 此函数会更新全局变量SystemCoreClock,并重新配置HAL_InitTick。
*/
SystemClock_Config();
/*
Event Recorder:
- 可用于代码执行时间测量,MDK5.25及其以上版本才支持,IAR不支持。
- 默认不开启,如果要使能此选项,务必看V5开发板用户手册第8章
*/
#if Enable_EventRecorder == 1
/* 初始化EventRecorder并开启 */
EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
EventRecorderStart();
#endif
bsp_InitKey(); /* 按键初始化,要放在滴答定时器之前,因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
bsp_InitTimer(); /* 初始化滴答定时器 */
bsp_InitUart(); /* 初始化串口 */
bsp_InitExtIO(); /* 初始化扩展IO */
bsp_InitLed(); /* 初始化LED */
BEEP_InitHard(); /* 初始化蜂鸣器 */
}
定时器中断服务程序:
定时器6的中断服务程序如下,主要实现了LED4翻转和FMC扩展引脚23的翻转:
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: TIM6_DAC_IRQHandler
* 功能说明: TIM6定时中断服务程序
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void TIM6_DAC_IRQHandler(void)
{
if((TIM6->SR & TIM_FLAG_UPDATE) != RESET)
{
/* 清除更新标志 */
TIM6->SR = ~ TIM_FLAG_UPDATE;
/* 翻转LED4和FMC扩展引脚23 */
bsp_LedToggle(4);
HC574_TogglePin(GPIO_PIN_23);
}
}
主功能:
主程序实现如下操作:
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: main
* 功能说明: c程序入口
* 形 参: 无
* 返 回 值: 错误代码(无需处理)
*********************************************************************************************************
*/
int main(void)
{
uint8_t ucKeyCode; /* 按键代码 */
bsp_Init(); /* 硬件初始化 */
PrintfLogo(); /* 打印例程名称和版本等信息 */
PrintfHelp(); /* 打印操作提示 */
bsp_StartAutoTimer(0, 100); /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */
bsp_SetTIMforInt(TIM6, 20, 2, 0); /* 设置为20Hz频率, 周期0.05秒定时中断*/
/* 进入主程序循环体 */
while (1)
{
bsp_Idle(); /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */
/* 判断定时器超时时间 */
if (bsp_CheckTimer(0))
{
/* 每隔50ms 进来一次 */
bsp_LedToggle(2);
}
/* 按键滤波和检测由后台systick中断服务程序实现,我们只需要调用bsp_GetKey读取键值即可。 */
ucKeyCode = bsp_GetKey(); /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */
if (ucKeyCode != KEY_NONE)
{
switch (ucKeyCode)
{
case KEY_DOWN_K1: /* K1键按下 */
TIM6->DIER |= TIM_IT_UPDATE;
break;
case KEY_DOWN_K2: /* K2键按下 */
TIM6->DIER &= ~TIM_IT_UPDATE;
break;
default:
/* 其它的键值不处理 */
break;
}
}
}
}
本章节就为大家讲解这么多,相对比较容易掌握,望初学者熟练运用。