本文例子參考《STM32單片機開發實例——基於Proteus虛擬模擬與HAL/LL庫》 源代碼：https://github.com/LanLinnet/STM33F103R6 項目要求 通過定時器延時（阻塞）的方式，實現LED燈以1秒為周期閃爍。 硬體設計 在第一節的基礎上，在Proteus中添加 ...
本文例子參考《STM32單片機開發實例——基於Proteus虛擬模擬與HAL/LL庫》
源代碼：https://github.com/LanLinnet/STM33F103R6
項目要求
通過定時器延時（阻塞）的方式，實現LED燈以1秒為周期閃爍。
硬體設計
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在第一節的基礎上，在Proteus中添加電路如下圖所示。
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要對晶元進行設置，我們首先要瞭解定時器的工作機制。
（1）定時器概述
STM32F103系列單片機最多支持8個定時器，其中STM32F103R6單片機內部僅保留TIM1、TIM2和TIM3這3個定時器，其中TIM1是高級定時器，TIM2和TIM3是普通定時器。- 普通定時器除具備基本的定時功能外，還可以為DAC提供一個觸發通道，增加了輸入捕獲、輸出比較、單脈衝輸出、PWM信號輸出、正交編碼器等功能。
- 高級定時器在具備普通定時器的功能的基礎上，還增加了可輸出帶死區控制的互補PWM信號、緊急制動、定時器同步等功能，最多可以輸出6路PWM信號。
在本項目中我們使用普通定時器TIM3。
（2）基本定時功能
本次項目中我們只需要採用定時器的基本定時功能即可，其本質上就是對周期性脈衝信號進行計數。STM32晶元的時鐘源有很多，我們簡單列舉一下：- 低速內部時鐘LSI：一般由內部RC振蕩器提供，多用於RTC和看門狗電路。
- 低速外部時鐘LSE：一般由外部晶振提供，多用於實時時鐘，頻率一般為32.768kHz。
- 高速內部時鐘HSI：一般由內部RC振蕩器提供，多用於系統時鐘和PLL輸入，頻率一般為8MHz。
- 高速外部時鐘HSE：一般由外部晶振提供（4~16MHz，多為8MHz），用於系統時鐘和PLL輸入。
（3）計數模式
定時器有3種不同的計數模式，即向上計數、向下計數和中央對齊（向上/向下）計數模式。這裡我們採用向上計數模式，從預設初始值0開始做加法計數，加到預設值之後產生一次溢出事件，自動複位至初始值0，之後開始新一輪的計數。下麵是STM32F103R6晶元的時鐘樹，由圖可知TIM3的時鐘源來自APB1（Advanced Peripheral Bus1, 高級外設匯流排1），其時鐘頻率我們後面會在CubeMX中進行配置。
（4）時間計算
定時器有3種不同的計數模式，即向上計數、向下計數和中央對齊（向上/向下）計數模式。這裡我們採用向上計數模式，從預設初始值0開始做加法計數，加到預設值之後產生一次溢出事件，自動複位至初始值0，之後開始新一輪的計數。
APB1 Timer clocks脈衝經過1個TIM3的專屬預分頻器分頻之後就會成為TIM3的計數脈衝，預分頻參數保存在一個16位的寄存器TIM3_PSC（簡稱PSC）中。
已知APB1 Timer clocks脈衝的頻率為\(f_{CLK}\)，TIM3的計數脈衝周期為\(T_{CNT}\)，預分頻參數為PSC，那麼有公式如下：\(T_{CNT}=\frac{PSC+1}{f_{CLK}}\)
又因為STM32單片機所有的定時器都是16位定時器，其計數範圍為0~65535，那麼我們就可以根據實際需要設計定時器的預設值，也就是自動重載寄存器TIM3_ARR（簡稱ARR）的值，此時TIM3採用向上計數的模式，那麼其一次溢出時間（或者說一個計數周期）\(T_{OUT}\)就可以由上面的公式變為：
\(T_{OUT}=T_{CNT}\left(ARR+1\right)=\frac{\left(PSC+1\right)\left(ARR+1\right)}{f_{CLK}}\)
如果時鐘頻率採用預設的8MHz，我們不妨設置PSC為
7999，那麼此時可以計算出TIM3的計數脈衝周期為\(T_{CNT}\)恰好為1ms\(T_{CNT}=\frac{PSC+1}{f_{CLK}}=\frac{7999+1}8=1000\mu s=1ms\)
由於我們設定的LED燈閃爍周期為1秒，那麼亮或滅一次狀態的持續時間就是500ms，TIM3的計數脈衝周期為1ms，所以一個狀態需要計數500次。又因為本項目我們採用的是定時器阻塞的編程方式，我們只需要通過迴圈不斷檢測當前計數值是否到了500即可。正因為如此，定時器一次溢出時間就需要大於500ms（不然計數永遠達不到500）。我們不妨設置ARR為
999，這時套用上面的公式有\(T_{OUT}=T_{CNT}\left(ARR+1\right)=1000\times\left(999+1\right)=10^6\mu s=1s\)
滿足條件。
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打開CubeMX，建立工程。我們首先將PC0管腳設置為GPIO_Output。
隨後對定時器進行設置：點擊“Categories”中的“Timer”列表，選中“TIM3”。在“TIM3 Mode and Configuration”視窗中設置“Clock Source”為Internal Clock，設置“PSC”為7999，“Counter Period”為999。
接下來點擊“Clock Configuration”進入時鐘配置界面，這裡我們採用預設設定的8MHz。
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點擊“Generator Code”生成Keil工程。
軟體編寫
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本次我們需要實現定時器阻塞延時使得LED燈閃爍，需要用到定時器運行和定時器停止函數，其API文檔如下：
HAL_TIM_Base_Start 定時器運行
HAL_TIM_Base_Stop 定時器停止
此外，還需要使用巨集定義為定時器設定初始計數值__HAL_TIM_SET_COUNTER和獲取定時器當前計數值__HAL_TIM_GET_COUNTER，我們可以在“stm32f1xx_hal_tim.h”文件中找到這兩個巨集定義。
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點擊“Open Project”在Keil中打開工程，雙擊“main.c”文件。
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我們需要設置一個自定義延時函數，輸入數值n，可以以定時器阻塞的方式延時n ms。首先在main.c文件的最上面聲明這個函數。
/* Private user code ---------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN 0 */ void My_Delay_ms(uint16_t nms); //聲明自定義函數 /* USER CODE END 0 */在
/* USER CODE BEGIN 4 */和/* USER CODE END 4 */之間插入該自定義函數，代碼如下/* USER CODE BEGIN 4 */ //自定義函數 void My_Delay_ms(uint16_t nms) { uint16_t counter = 0; __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim3, 0); //為定時器TIM3設定初始計數值0 HAL_TIM_Base_Start(&htim3); //運行定時器 do { counter = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim3); //當計數值小於nms時，一直迴圈獲取定時器當前計數值 } while(counter < nms); HAL_TIM_Base_Stop(&htim3); //到nms時停止定時器TIM3 } /* USER CODE END 4 */最後，我們在while迴圈中添加下麵的代碼
/* USER CODE BEGIN WHILE */ while (1) { HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_0); //PC0引腳電平翻轉 My_Delay_ms(500); //延時500ms /* USER CODE END WHILE */ /* USER CODE BEGIN 3 */ } /* USER CODE END 3 */
聯合調試
- 點擊運行，生成HEX文件。
- 在Proteus中載入相應HEX文件，點擊運行，LED燈以1秒為周期閃爍。
