STM32 入门系列教程

　　定时器与蜂鸣器

　　前一期教程已经详细讲述了 STM32 中断编程，本来不想再讲述定时器。因 为定时器自然也是用到中断处理。但一想，既然作为入门系列教程，就应该具备 完整性。实际上，笔者在网上搜了一下，发现仍然有许多网友卡在定时器这里， 因此有必要专门列出一期教程讲述定时器。 相信您一定学习过单片机的定时器。 没错~! STM32 系列的 CPU 定时器与单 片机定时器操作类似。只要去配置自动装载寄存器、时钟预分频、溢出方式(向 上溢出还是向下溢出)等等。当然 STM32 寄存器比较复杂，远不止这些，本系 列教程主要是入门型，如果您希望深入学习 STM32 定时器，我们在论坛上传了 一篇比较不错的文章，好像叫《STM32 入门篇之通用定时器彻底研究》 ，作者不 详STM32 一、STM32 通用定时器原理

　　STM32 系列的 CPU，有多达 8 个定时器，其中 TIM1 和 TIM8 是能够产生三 对 PWM 互补输出的**定时器，常用于三相电机的驱动，它们的时钟由 APB2 的输出产生。其它 6 个为普通定时器，时钟由 APB1 的输出产生。 下图是 STM32 参考手册上时钟分配图中，有关定时器时钟部分的截图：

　　实际上 STM32 的 CPU 文档给出的图与这个图略有区别。 但是我们还是想研 究这个图。原因是这个图对我们思路的理解比较有帮助。从图中可以看出，定时 器的时钟不是直接来自 APB1 或 APB2，而是来自于输入为 APB1 或 APB2 的一 个倍频器，图中的蓝色部分。 下面以通用定时器 2 的时钟说明这个倍频器的作用： APB1 的预分频系数 当 为 1 时，这个倍频器不起作用，定时器的时钟频率等于 APB1 的频率;当 APB1 的预分频系数为其它数值(即预分频系数为 2、 8 或 16)时， 4、 这个倍频器起作用， 定时器的时钟频率等于 APB1 的频率两倍。 可能有同学还是有点不理解， OK， 我们举一个例子说明。 假定 AHB=36MHz， 因为 APB1 允许的*大频率为 36MHz，所以 APB1 的预分频系数可以取任意数 值;当预分频系数=1 时，APB1=36MHz，TIM2~7 的时钟频率=36MHz(倍频器不 起作用);当预分频系数=2 时，APB1=18MHz，在倍频器的作用下，TIM2~7 的 时钟频率=36MHz。 有人会问，既然需要 TIM2~7 的时钟频率=36MHz，为什么不直接取 APB1 的预分频系数=1?答案是：APB1 不但要为 TIM2~7 提供时钟，而且还要为其它 外设提供时钟;设置这个倍频器可以在保证其它外设使用较低时钟频率时， TIM2~7 仍能得到较高的时钟频率。

　　　再举个例子：当 AHB=72MHz 时，APB1 的预分频系数必须大于 2，因为 APB1 的*大频率只能为 36MHz。 如果 APB1 的预分频系数=2， 则因为这个倍频 器，TIM2~7 仍然能够得到 72MHz 的时钟频率。能够使用更高的时钟频率，无 疑提高了定时器的分辨率，这也正是设计这个倍频器的初衷。

　　STM32 二、STM32 通用定时器编程

　　实际上，一开始笔者就提到，定时器编程，就是中断的编程。因为使用定时 器必定要使用到中断。 由于之前已经详细讲述过中断编程，因此本期部分代码的 解释会简略讲述，您可以参考芯达 STM32 入门系列配套教程《初试 STM32 中 断》。 步骤一 步骤二 系统配置 SystemInit();，包括时钟 RCC 的配置，倍频到 72MHZ。 GPIO 的配置，使用函数为 GPIO_Config();，该函数的实现如下：

　　void GPIO_Config(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOD | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); /** * LED1 -> PB8 */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 |GPIO_Pin_9; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); , LED2 -> PB9 , LED3 -> PE0 , LED4 -> PE1

　　GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 |GPIO_Pin_1; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

　　GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);

　　/** * LED1-4-OFF */ GPIO_SetBits(GPIOB , GPIO_Pin_8); GPIO_SetBits(GPIOB , GPIO_Pin_9); GPIO_SetBits(GPIOE , GPIO_Pin_0); GPIO_SetBits(GPIOE , GPIO_Pin_1); } 实际上定时器的讲解， 不需要配置 GPIO 的引脚， 只是我们在定时器实验中， 使用用户 LED 灯来做实验，所以需要配置对应的用户指示灯 LED。*后一步需 要把 LED1-4 关掉，以使得实验效果更明显。

　　步骤三

　　嵌套中断控制器的配置，我们照样使用函数 NVIC_Config();，只是

　　初始化的过程略有不同。详细解释请参考教程《初试 STM32 中断》。这里我们 也把函数实现列出来： void NVIC_Config(void) { NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);

　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQChannel; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;// NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); } //

　　//通道

　　从以上函数实现来看，实际上只是改动了结构体成员 NVIC_IRQChannel 的值，现在需要的通道是 TIM2 的通道，因此初始化值为 TIM2_IRQChannel。从这 里也可以看出， 这个函数实际上可以看做一个模型，可以拿去别的程序中改动后 直接使用。

　　步骤四

　　定时器的初始化配置， 使用 Timer_Config();。 OK， 关键部分出来了。

　　我们来看下实现过程： void Timer_Config(void) { RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2 , ENABLE); TIM_DeInit(TIM2); TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=2000; //自动重装载寄存器的值 //时钟预分频数 //采样分频

　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= (36000 - 1);

　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;

　　TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update); TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE); TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); } 我们每个语句都来解释一下。首先我们想使用定时器，就必须使能定时器的 时 钟 ， 这 就 是 函 数 RCC_APB1PeriphClockCmd(); ， 通 过 它 开 启 RCC_APB1Periph_TIM2。 TIM_DeInit( TIM2); 该函数主要用于复位 TIM2 定时器， 使之进入初始状态。 然后我们对自动重装载寄存器赋值，TIM_Period 的大小实际上表示的是需要经 过 TIM_Period 次计数后才会发生一次更新或中断。接下来需要设置时钟预分频 数 TIM_Prescaler， 这里有一个公式， 我们举例来说明： 例如时钟频率=72MHZ/(时 钟预分频+1)。 说明当前设置的这个 TIM_Prescaler， 直接决定定时器的时钟频率。 通俗点说，就是一秒钟能计数多少次。比如算出来的时钟频率是 2000，也就是 一秒钟会计数 2000 次，而此时如果 TIM_Period 设置为 4000，即 4000 次计数后

　　　//**溢出中断标志

　　/开启时钟

　　就会中断一次。由于时钟频率是一秒钟计数 2000 次，因此只要 2 秒钟，就会中 断一次。 再往后的代码，还有一个需要注意的，就是我们一般采用向上计数模式，即 每次计数就会加 1，直到寄存器溢出发生中断为止。 *后别忘了，需要使能定时器! !

　　步骤五

　　编写中断服务程序。同样需要注意的，一进入中断服务程序，**

　　步要做的，就是**掉中断标志位。由于我们使用的是向上溢出模式，因此使用 的函数应该是： TIM_ClearITPendingBit(TIM2 , TIM_FLAG_Update);。 芯达 STM32 开发板实现的中断服务程序如下： void TIM2_IRQHandler(void) { if ( TIM_GetITStatus(TIM2 , TIM_IT_Update) != RESET ) { TIM_ClearITPendingBit(TIM2 , TIM_FLAG_Update); switch(state){ case 0: /*====LED1-ON=======*/ GPIO_ResetBits(GPIOB , GPIO_Pin_8); GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_9); GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_0); GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_1); break; case 1: GPIO_SetBits(GPIOB , GPIO_Pin_8); GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_9); GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_0); GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_1); break; case 2:

　　　 GPIO_SetBits(GPIOB , GPIO_Pin_8); GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_9); GPIO_ResetBits(GPIOE, GPIO_Pin_0); GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_1); break; case 3: GPIO_SetBits(GPIOB , GPIO_Pin_8); GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_9); GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_0); GPIO_ResetBits(GPIOE, GPIO_Pin_1); break; default: break; } if(++state >= 4){ state = 0; } } } 使用 switch(state)语句，使得芯达 STM32 开发板上的四个用户指示灯按顺序 闪烁。当然，您也可以编写其他的中断服务程序。总之，在中断服务程序里， 可 以发挥您的聪明才智，编写出自己得意的代码。 *后需要说明的是，本期教程叫做《定时器与蜂鸣器》 。有的同学可能会问， 怎么光看定时器，没有蜂鸣器呢?呵呵，实际上，蜂鸣器的控制超级简单，就相 当于一个 LED 的控制。在芯达 STM32 开发板上，我们使用 PB0(根据版本的不 同， 也有可能使用 PC5)连接蜂鸣器， 那么我们可以配置下 PB0(根据版本的不同， 也有可能使用 PC5)为输出推挽模式，然后使用如下代码： GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0); OK，蜂鸣器在响啦~!就这么简单。看看电路图吧!

　　这里有一个 JP3，它存在的意义是：如果在别的系统实现中，使用到 PB0(根 据版本的不同，也有可能使用 PC5)引脚，可能会使蜂鸣器意外的响起来，因此 加上一个 JP3 跳线，当进行别的实验的时候，可以拔掉短路帽。 至此， STM32 的外部中断教程编写结束。