STM32定时器应用技巧：精准控制时间与事件，掌控系统节奏

# 1. STM32定时器概述**

STM32微控制器中的定时器是功能强大的外设，可用于精确控制时间和事件。这些定时器提供各种功能，包括：

- **计数模式：**允许定时器作为计数器，跟踪事件或测量时间间隔。
- **比较模式：**允许定时器将当前计数与给定值进行比较，并在匹配时生成中断。
- **捕获模式：**允许定时器捕获外部事件的时间戳，用于测量时间间隔或频率。
- **PWM输出模式：**允许定时器生成脉宽调制（PWM）信号，用于控制模拟设备（如电机或 LED）。

# 2. STM32定时器编程基础

### 2.1 定时器配置与初始化

#### 2.1.1 定时器时钟源的选择

STM32定时器支持多种时钟源，包括内部时钟（APB1/APB2总线时钟）、外部时钟（TIMx_ETR引脚）和外部时钟（TIMx_TI引脚）。

// 选择内部时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);

// 选择外部时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
TIM_ExternalClockConfig(TIM3, TIM_ExtClockSource_TI1);

#### 2.1.2 定时器计数模式的配置

STM32定时器提供多种计数模式，包括向上计数、向下计数、中心对齐计数和双向计数。

// 配置向上计数模式
TIM_SetCounterMode(TIM2, TIM_CounterMode_Up);

// 配置向下计数模式
TIM_SetCounterMode(TIM3, TIM_CounterMode_Down);

### 2.2 中断管理

#### 2.2.1 定时器中断配置

STM32定时器支持多种中断源，包括更新中断、溢出中断和捕获/比较中断。

// 配置更新中断
TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);

// 配置溢出中断
TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Overflow, ENABLE);

#### 2.2.2 定时器中断处理

在中断处理函数中，需要清除中断标志位并执行相应的操作。

void TIM2_IRQHandler(void)
{
    // 清除更新中断标志位
    TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);

    // 执行相应操作
    // ...
}

# 3.1 定时器捕获/比较功能

STM32定时器除了基本的计数功能外，还提供了强大的捕获/比较功能，可以实现各种时间测量和事件控制。

#### 3.1.1 输入捕获模式

输入捕获模式允许定时器捕获外部事件的发生时间。当外部事件发生时，定时器会停止计数并记录当前计数值。

**配置步骤：**

1. 选择定时器输入捕获通道。
2. 配置捕获模式：上升沿捕获、下降沿捕获或上升/下降沿捕获。
3. 配置预分频器：用于降低外部事件的频率，以适应定时器的计数范围。

**代码示例：**

/* TIM2 输入捕获通道 1 配置 */
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV8;
TIM_ICInit(TIM2, &TIM_ICInitStructure);

**逻辑分析：**

* `TIM_Channel_1`：选择输入捕获通道 1。
* `TIM_ICPolarity_Rising`：上升沿捕获模式。
* `TIM_ICSelection_DirectTI`：直接输入模式。
* `TIM_ICPSC_DIV8`：预分频器为 8，即外部事件频率降低为原来的 1/8。

#### 3.1.2 输出比较模式

输出比较模式允许定时器在特定时间点产生输出脉冲。当定时器的计数值等于预先设定的比较值时，定时器会输出一个脉冲。

**配置步骤：**

1. 选择定时器输出比较通道。
2. 配置比较模式：输出比较模式、输出极性、输出选择。
3. 设置比较值：决定输出脉冲的发生时间。

**代码示例：**

/* TIM2 输出比较通道 2 配置 */
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 5000;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
TIM_OC2Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);

**逻辑分析：**

* `TIM_OCMode_PWM1`：输出比较模式为 PWM 模式 1。
* `TIM_OutputState_Enable`：使能输出比较通道。
* `TIM_Pulse = 5000`：比较值设置为 5000，即输出脉冲的周期为 5000 个计数周期。
* `TIM_OCPolarity_High`：输出极性为高电平。

# 4. STM32定时器实践案例

### 4.1 精准延时控制

#### 4.1.1 定时器中断延时

**原理：**

利用定时器中断实现延时，当定时器计数达到预设值时，触发中断，在中断服务函数中执行延时操作。

**步骤：**

1. **配置定时器：**
- 选择时钟源和计数模式
- 设置定时器时钟分频系数
- 设置定时器计数上限

2. **配置中断：**
- 使能定时器中断
- 设置中断优先级