STM32F407 定时器实例解析

引言

STM32F407是一款功能强大的微控制器，广泛应用于工业控制、嵌入式系统和智能家居等领域。定时器作为其核心外设之一，不仅承担着精确计时与延迟控制的任务，还能通过生成PWM波形等功能，广泛应用于电机控制、音频信号处理等领域。本文将结合具体实例，对STM32F407的定时器进行深入解析，包括其基本结构、配置步骤以及使用场景。

STM32F407定时器概述

STM32F407提供了多种类型的定时器，包括高级控制定时器（TIM1和TIM8）、通用定时器（TIM2-TIM14）和基本定时器（TIM6和TIM7）。这些定时器各有特点，可满足不同应用场景的需求。通用定时器以其功能全面、配置灵活而被广泛应用。 通用定时器主要由时基单元、时钟源、输入捕获和输出比较四个部分组成。时基单元负责定时器的基本时间计数和周期控制；时钟源可以是内部时钟（如APB1时钟）或外部时钟（如外部晶体振荡器）；输入捕获用于检测外部信号的边沿变化，常用于测量信号宽度或频率；输出比较则通过比较计数值与预设值来控制输出信号的电平变化，用于生成PWM波形等。

定时器配置实例

以STM32F407的TIM3通用定时器为例，展示其基本配置和使用流程。

1. 时钟源和分频设置

首先，需要为TIM3选择时钟源并设置分频系数。STM32F407的APB1时钟默认频率为84MHz，可通过RCC配置将TIM3的时钟使能，并设置适当的分频系数来调整定时器的工作频率。例如，设置分频系数为839，则TIM3的工作频率为100kHz。

2. 计数器和自动重载寄存器配置

接着，配置定时器的计数器和自动重载寄存器。计数器用于记录定时器的计数值，而自动重载寄存器则用于定义定时器的周期。例如，将自动重载寄存器设置为999，则定时器的周期将为10ms（在100kHz的工作频率下）。

3. 工作模式和输出比较配置

定时器有多种工作模式，如向上计数、向下计数和中央对齐模式等。根据需要选择相应的工作模式，并配置输出比较器以生成PWM波形或其他类型的输出信号。

4. 启动定时器和中断配置

寄存器方式

启动定时器并配置中断。通过修改控制寄存器和中断使能寄存器，使能定时器的自动重载和计数器，并配置更新中断。
在中断服务函数中，编写处理定时器中断的代码，例如翻转LED灯的状态以实现闪烁效果。
RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_TIM3EN; // 使能TIM3时钟
TIM3->PSC = 839; // 设置预分频系数为839
TIM3->ARR = 999; // 设置自动重载值为999
TIM3->CNT = 0; // 计数器初值设为0
TIM3->CCMR1 |= TIM_CCMR1_OC1M_2 | TIM_CCMR1_OC1M_1; // 设置为PWM模式1
TIM3->CCER |= TIM_CCER_CC1E; // 使能比较器1
TIM3->CR1 |= TIM_CR1_ARPE | TIM_CR1_CEN; // 使能自动重载和计数器
TIM3->DIER |= TIM_DIER_UIE; // 使能更新中断
NVIC_EnableIRQ(TIM3_IRQn); // 使能TIM3中断
void TIM3_IRQHandler(void)
{
if (TIM3->SR & 0X0001) {//溢出中断
TIM3->SR &= ~0X0001; // 清除中断标志
// 处理定时器中断，如翻转LED灯状态
}
}

HAL库方式

void MX_TIM3_Init(void)
{
/* USER CODE END TIM3_Init 1 /
htim3.Instance = TIM3;
htim3.Init.Prescaler = 839;
htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
htim3.Init.Period = 999;
htim3.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
htim3.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
if (HAL_TIM_Base_Init(&htim3) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
/*

• @brief Period elapsed callback in non blocking mode
• @param htim: TIM handle
• @retval None
  */
  void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
  {
  // 处理定时器中断，如翻转LED灯状态
  }
  通过以上配置，STM32F407的TIM3定时器已经准备好执行定时任务。在实际应用中，TIM3可用于多种场景，定时翻转LED灯状态以实现闪烁效果、生成特定频率和占空比的PWM波形以控制电机转速等。