STM32定时器应用全攻略：揭秘定时器的工作原理与编程技巧

# 1. STM32定时器基础**

**1.1 定时器的概念和分类**

定时器是一种硬件外设，用于产生精确的时间间隔或测量事件的持续时间。STM32微控制器包含多种定时器外设，可分为以下几类：

* **通用定时器 (TIM)**：通用定时器提供广泛的配置选项，可用于各种应用，例如计数、测量和PWM生成。
* **基本定时器 (TIMB)**：基本定时器是精简版的通用定时器，具有更有限的功能集。
* **高级定时器 (TIMA)**：高级定时器具有更高级的功能，例如死区生成和双向计数。

**1.2 STM32定时器的架构和功能**

STM32定时器外设通常由以下组件组成：

* **计数器**：计数器是一个可增量或减量的寄存器，用于跟踪时间间隔。
* **预分频器**：预分频器用于将时钟源的频率降低到所需的计数频率。
* **自动重装载寄存器**：自动重装载寄存器用于在计数器达到特定值时自动重新加载计数器。
* **比较寄存器**：比较寄存器用于与计数器值进行比较，从而产生中断或触发其他事件。

# 2. STM32定时器的编程技巧

### 2.1 定时器初始化和配置

#### 2.1.1 时钟源的选择和分频

STM32定时器的时钟源可以是内部时钟（SYSCLK）或外部时钟（LSE、HSE）。内部时钟的频率通常为16MHz或8MHz，而外部时钟的频率范围更广。

为了满足不同的应用需求，STM32定时器提供了分频功能，可以将时钟源的频率进行分频。分频系数可以是2、4、8、16、32、64、128或256。

RCC_ClkInitTypeDef clkinitstruct;
clkinitstruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK;
clkinitstruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSI;
clkinitstruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
clkinitstruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
clkinitstruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
RCC_ClockConfig(&clkinitstruct, FLASH_LATENCY_1);

**代码逻辑逐行解读：**

* 第1行：定义一个`RCC_ClkInitTypeDef`结构体变量`clkinitstruct`，用于配置时钟。
* 第2行：指定要配置的时钟类型为系统时钟（SYSCLK）。
* 第3行：将系统时钟源设置为内部高速时钟（HSI）。
* 第4行：将AHB时钟分频系数设置为1，即不分频。
* 第5行：将APB1时钟分频系数设置为2，即分频为2。
* 第6行：将APB2时钟分频系数设置为1，即不分频。
* 第7行：使用`RCC_ClockConfig()`函数配置时钟，并设置Flash延迟为1个时钟周期。

#### 2.1.2 计数模式和触发方式

STM32定时器提供了多种计数模式，包括向上计数、向下计数、中心对齐计数和双向计数。触发方式决定了定时器计数的启动条件，可以是软件触发、外部触发或更新事件触发。

TIM_TimeBaseInitTypeDef timinitstruct;
timinitstruct.Period = 10000;
timinitstruct.Prescaler = 72;
timinitstruct.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
timinitstruct.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
timinitstruct.RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &timinitstruct);

**代码逻辑逐行解读：**

* 第1行：定义一个`TIM_TimeBaseInitTypeDef`结构体变量`timinitstruct`，用于配置定时器的基本时基。
* 第2行：将定时器的周期设置为10000，即定时器每计数到10000就产生一个中断。
* 第3行：将定时器的分频系数设置为72，即定时器时钟源的频率被分频为72。
* 第4行：将定时器的时钟分频系数设置为1，即定时器的时钟源不分频。
* 第5行：将定时器的计数模式设置为向上计数，即定时器从0开始计数，直到达到周期值。
* 第6行：将定时器的重复计数器设置为0，即定时器不会自动重新计数。
* 第7行：使用`TIM_TimeBaseInit()`函数配置定时器的基本时基。

### 2.2 定时器中断处理

#### 2.2.1 中断向量配置

为了响应定时器中断，需要在中断向量表中配置中断向量。中断向量表是一个存储中断服务函数地址的数组，每个中断源对应一个中断向量。

void TIM2_IRQHandler(void)
{
  if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET)
  {
    TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
    // 中断服务函数代码
  }
}

**代码逻辑逐行解读：**

* 第1行：定义定时器2的中断服务函数`TIM2_IRQHandler()`。
* 第2行：判断定时器2的更新中断标志位是否被置位。
* 第3行：如果更新中断标志位被置位，则清除中断标志位。
* 第4行：执行中断服务函数代码。

#### 2.2.2 中断服务函数编写

中断服务函数是响应中断事件的代码段。中断服务函数必须在中断向量表中配置，并且在中断发生时被调用。

void TIM2_IRQHandler(void)
{
  if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET)
  {
    TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
    // 中断服务函数代码
  }
}

**代码逻辑逐行解读：**

* 第1行：定义定时器2的中断服务函数`TIM2_IRQHandler()`。
* 第2行：判断定时器2的更新中断标志位是否被置位。
* 第3行：如果更新中断标志位被置位，则清除中断标志位。
* 第4行：执行中断服务函数代码。

### 2.3 定时器高级应用

#### 2.3.1 PWM输出生成

PWM（脉冲宽度调制）是一种通过改变脉冲宽度来控制输出电压或电流的技术。STM32定时器可以生成PWM信号，用于控制电机、LED和扬声器等外围设备。

TIM_OCInitTypeDef ocinstruct;
ocinitstruct.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
ocinitstruct.Pulse = 500;
ocinitstruct.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
ocinitstruct