STM32单片机定时器编程：7个实战技巧，助你掌控时间，驾驭节奏

# 1. STM32定时器概述**

STM32单片机中的定时器是一种重要的外设，用于生成精确的时间间隔和控制脉冲信号。它具有多种模式和功能，可以满足各种应用需求。

定时器由一个计数器和一个比较器组成。计数器用来计算时间间隔，而比较器用来比较计数器的值与一个预设值，当计数器值等于预设值时，定时器会产生一个中断或触发一个事件。

STM32定时器有以下主要特点：

* 多种定时器模式，包括向上计数、向下计数、输入捕获和输出比较
* 可选择的时钟源，包括内部时钟、外部时钟和APB时钟
* 多个比较寄存器，用于产生多个中断或触发多个事件
* 可编程预分频器和后分频器，用于调整定时器的分辨率和频率范围

# 2. STM32定时器基本配置

### 2.1 定时器模式和时钟源选择

**定时器模式**

STM32定时器有以下几种模式：

- **向上计数模式：**计数器从0开始向上计数，直到溢出。
- **向下计数模式：**计数器从一个预定义的值开始向下计数，直到0。
- **中心对齐模式：**计数器从一个中间值开始，向上或向下计数，直到溢出或0。

**时钟源选择**

STM32定时器可以使用以下时钟源：

- **APB1时钟：**APB1总线时钟，频率通常为42MHz或84MHz。
- **APB2时钟：**APB2总线时钟，频率通常为84MHz或168MHz。
- **内部时钟：**内部时钟，频率为32.768kHz。
- **外部时钟：**外部时钟，频率由外部晶体或时钟源提供。

### 2.2 定时器计数器和比较寄存器

**计数器**

STM32定时器有一个16位或32位的计数器，用于存储当前计数值。计数器可以向上或向下计数，具体取决于定时器模式。

**比较寄存器**

STM32定时器有多个比较寄存器，用于与计数器值进行比较。当计数器值等于比较寄存器值时，将触发一个中断。

### 2.3 定时器中断配置

**中断源**

STM32定时器可以产生以下中断：

- **更新中断：**当计数器溢出或重新加载时触发。
- **比较中断：**当计数器值等于比较寄存器值时触发。
- **触发中断：**当外部触发事件发生时触发。

**中断配置**

要配置定时器中断，需要执行以下步骤：

1. 启用定时器中断。
2. 设置中断优先级。
3. 编写中断服务程序。

**代码示例**

以下代码示例展示了如何配置STM32定时器中断：

// 启用定时器中断
TIMx->DIER |= TIM_DIER_UIE;

// 设置中断优先级
NVIC_SetPriority(TIMx_IRQn, 1);

// 编写中断服务程序
void TIMx_IRQHandler(void)
{
    // 清除中断标志
    TIMx->SR &= ~TIM_SR_UIF;

    // 执行中断处理逻辑
}

# 3.1 输入捕获和输出比较

#### 输入捕获

输入捕获功能允许定时器捕获外部事件的发生时间。它通过配置定时器的输入捕获通道来实现，该通道连接到外部信号源。当外部信号的电平发生变化时，定时器会捕获当前的计数值并将其存储在指定的捕获寄存器中。

**配置输入捕获通道**

1. 选择输入捕获通道：每个定时器有多个输入捕获通道，需要选择要使用的通道。
2. 配置输入捕获模式：有四种输入捕获模式可供选择：上升沿、下降沿、上升/下降沿和任何边沿。
3. 选择滤波器：滤波器可以消除输入信号中的噪声，提高捕获的准确性。
4. 使能输入捕获：配置完成后，需要使能输入捕获功能。

**代码示例：**

// 配置定时器1通道1为上升沿输入捕获模式
TIM1->CCER |= TIM_CCER_CC1E;
TIM1->CCMR1 |= TIM_CCMR1_CC1S_0;

#### 输出比较

输出比较功能允许定时器在指定的时刻输出一个脉冲。它通过配置定时器的输出比较通道来实现，该通道连接到外部设备。当定时器的计数值等于指定的比较值时，定时器会输出一个脉冲。

**配置输出比较通道**

1. 选择输出比较通道：每个定时器有多个输出比较通道，需要选择要使用的通道。
2. 配置输出比较模式：有四种输出比较模式可供选择：输出比较模式1、输出比较模式2、输出比较模式3和PWM模式。
3. 设置比较值：比较值决定了输出脉冲的发生时间。
4. 使能输出比较：配置完成后，需要使能输出比较功能。

**代码示例：**

// 配置定时器1通道2为输出比较模式1
TIM1->CCER |= TIM_CCER_CC2E;
TIM1->CCMR1 |= TIM_CCMR1_OC2M_0 | TIM_CCMR1_OC2M_1;
TIM1->CCR2 = 1000; // 设置比较值

### 3.2 PWM波形生成

PWM（脉宽调制）是一种通过改变脉冲的占空比来控制输出功率或速度的技术。STM32定时器可以通过配置其输出比较通道来生成PWM波形。

**配置PWM波形生成**

1. 配置输出比较通道为PWM模式：输出比较模式3就是PWM模式。
2. 设置比较值：比较值决定了PWM波形的占空比。
3. 设置重装载值：重装载值决定了PWM波形的周期。
4. 使能PWM输出：配置完成后，需要使能PWM输出功能。

**代码示例：**

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