STM32单片机定时器应用：掌控时间，精准控制，提升效率

# 1. STM32单片机定时器简介**

STM32单片机定时器是一种外设，用于生成精准的时间间隔和脉冲。它具有丰富的功能，包括延时、定时、脉宽调制（PWM）、捕获和比较等。定时器在嵌入式系统中广泛应用，例如：

- **延时和定时控制：**用于产生精确的延时或定时中断。
- **脉宽调制（PWM）输出：**用于控制电机转速、LED亮度或其他模拟信号。
- **捕获和比较功能：**用于测量外部信号的频率、脉宽或相位。

# 2. STM32单片机定时器编程技巧

### 2.1 定时器配置和初始化

**配置定时器时钟源**

STM32单片机的定时器时钟源可以是内部时钟（SYSCLK、HCLK、PCLK1、PCLK2）或外部时钟（LSE、LSI、HSE）。时钟源的配置通过定时器控制寄存器（TIMx_CR1）的CKD[1:0]位进行设置。

// 设置定时器时钟源为内部时钟SYSCLK
TIMx_CR1 |= TIM_CR1_CKD_0;

**设置定时器分频系数**

定时器的分频系数通过定时器预分频寄存器（TIMx_PSC）进行设置。分频系数的值决定了定时器的计数频率。

// 设置定时器分频系数为1000
TIMx_PSC = 1000 - 1;

**设置定时器计数模式**

STM32单片机的定时器支持多种计数模式，包括向上计数、向下计数、中心对齐计数等。计数模式通过定时器控制寄存器（TIMx_CR1）的DIR位进行设置。

// 设置定时器为向上计数模式
TIMx_CR1 &= ~TIM_CR1_DIR;

**设置定时器重装载值**

定时器重装载值决定了定时器计数到该值后重新开始计数。重装载值通过定时器重装载寄存器（TIMx_ARR）进行设置。

// 设置定时器重装载值为1000
TIMx_ARR = 1000;

### 2.2 定时器中断处理

**配置定时器中断**

STM32单片机的定时器中断可以通过定时器控制寄存器（TIMx_CR1）的CEN位进行配置。中断使能后，当定时器计数器达到重装载值时，会产生中断。

// 使能定时器中断
TIMx_CR1 |= TIM_CR1_CEN;

**编写定时器中断服务函数**

定时器中断服务函数在定时器计数器达到重装载值时被调用。中断服务函数中可以执行需要定时执行的任务。

void TIMx_IRQHandler(void)
{
    // 定时器中断处理代码
}

### 2.3 定时器高级应用

**定时器同步**

STM32单片机的定时器支持同步功能，可以将多个定时器同步到一个时钟源上。同步功能通过定时器控制寄存器（TIMx_CR2）的MMS[2:0]位进行设置。

// 将定时器TIM1和TIM2同步到时钟源SYSCLK
TIM1_CR2 |= TIM_CR2_MMS_0;
TIM2_CR2 |= TIM_CR2_MMS_0;

**定时器多路复用**

STM32单片机的定时器支持多路复用功能，可以将一个定时器同时用于不同的功能。多路复用功能通过定时器控制寄存器（TIMx_CCMRx）的CCxS[2:0]位进行设置。

// 将定时器TIM1的通道1配置为输出比较模式
TIM1_CCMR1 |= TIM_CCMR1_CC1S_0;

**定时器DMA传输**

STM32单片机的定时器支持DMA传输功能，可以将定时器产生的数据直接传输到内存中。DMA传输功能通过定时器控制寄存器（TIMx_DCR）进行配置。

// 使能定时器TIM1的DMA传输功能
TIM1_DCR |= TIM_DCR_DTC;

# 3.1 延时和定时控制

### 延时函数实现

STM32单片机的定时器可以用来实现延时功能。延时函数的实现原理是利用定时器溢出中断，当定时器溢出时，触发中断服务程序，在中断服务程序中执行延时操作。

#include "stm32f10x.h"

// 延时函数
void delay_ms(uint32_t ms) {
    // 初始化定时器
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 7200 - 1; // 1ms
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 0;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);

    // 启动定时器
    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);

    // 等待定时器溢出
    while (TIM_GetFlagStatus(TIM2, TIM_FLAG_Update) == RESET);

    // 清除定时器溢出标志位
    TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);

    // 停止定时器
    TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);
}

**代码逻辑分析：**

1. 初始化定时器：设置定时器的时钟源、时钟分频系数、计数模式等参数。
2. 启动定时器：使能定时器，开始计数。
3. 等待定时器溢出：循环等待定时器的溢出标志位被置位。
4. 清除定时器溢出标志位：清除定时器的溢出标志位，为下一次延时做准备。
5. 停止定时器：禁用定时器，停止计数。

**参数说明：**

* `ms`：延时时间，单位为毫秒。

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