STM32定时器应用详解：15个实战案例，掌握时间控制精髓

# 1. STM32定时器基础**

STM32定时器是一种多功能外设，用于生成精确的时间信号和控制事件。它具有多种模式和功能，可以满足各种应用需求。

定时器的基本结构包括一个计数器、一个预分频器和一个时钟源。计数器负责递增或递减计数，预分频器用于降低时钟频率，而时钟源提供定时器的时钟信号。

通过配置定时器的模式和参数，可以实现各种功能，如：

* 产生周期性中断
* 生成PWM波形
* 捕获外部事件
* 测量脉冲宽度

# 2. STM32定时器编程技巧

### 2.1 定时器配置与初始化

#### 2.1.1 定时器模式选择

STM32定时器支持多种模式，包括：

* **向上计数模式：**计数器从0开始向上计数，达到上限值后复位为0。
* **向下计数模式：**计数器从上限值开始向下计数，达到0后复位为上限值。
* **中心对齐模式：**计数器从上限值一半开始计数，向上或向下计数，达到上限值或0后复位。
* **PWM模式：**用于生成脉宽调制信号，通过改变占空比控制输出电平。

模式选择通过TIMx_CR1寄存器的CMS和DIR位进行设置。

// 设置定时器1为向上计数模式
TIM1->CR1 &= ~TIM_CR1_CMS;
TIM1->CR1 &= ~TIM_CR1_DIR;

#### 2.1.2 定时器时钟源设置

STM32定时器可以由多种时钟源驱动，包括：

* **内部时钟（APB1或APB2）：**时钟频率与系统时钟频率相同。
* **外部时钟（ETR）：**外部时钟输入引脚。
* **内部时钟（LSI或LSE）：**低速时钟，频率较低。

时钟源选择通过TIMx_CR1寄存器的CKD位进行设置。

// 设置定时器1的时钟源为APB1
TIM1->CR1 &= ~TIM_CR1_CKD;

### 2.2 定时器中断管理

#### 2.2.1 中断源配置

STM32定时器支持多种中断源，包括：

* **更新中断：**计数器达到ARR寄存器设定的值时触发。
* **比较中断：**计数器达到CCRx寄存器设定的值时触发。
* **触发中断：**外部触发事件触发。
* **捕获中断：**输入捕获模式下，捕获到外部信号时触发。

中断源配置通过TIMx_DIER寄存器进行设置。

// 启用定时器1的更新中断
TIM1->DIER |= TIM_DIER_UIE;

#### 2.2.2 中断处理函数编写

中断处理函数需要在程序中定义，用于处理定时器中断事件。中断处理函数的名称通常为TIMx_IRQHandler，其中x为定时器编号。

void TIM1_IRQHandler(void)
{
    // 清除更新中断标志位
    TIM1->SR &= ~TIM_SR_UIF;

    // 执行中断处理逻辑
}

### 2.3 定时器捕获和比较功能

#### 2.3.1 输入捕获模式

输入捕获模式允许定时器捕获外部信号的上升沿或下降沿。捕获值存储在CCRx寄存器中。

// 设置定时器1的通道1为输入捕获模式
TIM1->CCMR1 &= ~TIM_CCMR1_CC1S;
TIM1->CCMR1 |= TIM_CCMR1_CC1S_0;

#### 2.3.2 输出比较模式

输出比较模式允许定时器在计数器达到CCRx寄存器设定的值时输出一个脉冲。脉冲宽度由CCR和ARR寄存器的值决定。

// 设置定时器1的通道1为输出比较模式
TIM1->CCMR1 &= ~TIM_CCMR1_OC1M;
TIM1->CCMR1 |= TIM_CCMR1_OC1M_1 | TIM_CCMR1_OC1M_2;

# 3.1 LED闪烁控制

**3.1.1 基本闪烁效果**

基本闪烁效果是最简单的定时器应用，通过定时器周期性地切换LED的状态，实现LED的闪烁。

**步骤：**

1. 配置定时器：
- 设置定时器模式为向上计数模式。
- 设置定时器时钟源为内部时钟。
- 设置定时器重装载值，决定闪烁周期。

2. 配置GPIO：
- 设置LED引脚为输出模式。

3. 在定时器中断服务函数中：
- 读取定时器的当前值。
- 如果当前值等于重装载值，则切换LED的状态。

**代码块：**

#include "stm32f10x.h"

// LED引脚定义
#define LED_PIN GPIO_Pin_13
#define LED_PORT GPIOC

// 定时器配置结构体
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;

// GPIO配置结构体
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

int main(void)
{
    // 使能时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_TIM8, ENABLE);

    // 配置GPIO
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(LED_PORT, &GPIO_InitStructure);

    // 配置定时器
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 1000; // 闪烁周期为1s
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 7200 - 1; // 分频系数为7200
    TIM_TimeBaseInitStruc