嵌入式开发之STM32学习笔记day09

STM32C8T6 TIM定时器中断配置全解析——手把手实现精准定时任务

一、TIM定时器基础概念

TIM（Timer） 是STM32中用于定时、计数、PWM生成的核心外设。通过中断机制，TIM可在特定时间点（如计数器溢出）触发中断，执行用户定义的任务（如数据采集、状态检测等）。

TIM（Timer）定时器
定时器可以对输入的时钟进行计数，并在计数值达到设定值时触发中断
16位计数器、预分频器、自动重装寄存器的时基单元，在72MHz计数时钟下可以实现最大59.65s的定时
不仅具备基本的定时中断功能，而且还包含内外时钟源选择、输入捕获、输出比较、编码器接口、主从触发模式等多种功能

根据复杂度和应用场景分为了高级定时器、通用定时器、基本定时器三种类型 

TIM定时器类型

类型	编号	总线	功能
高级定时器	TIM1、TIM8	APB2	拥有通用定时器全部功能，并额外具有重复计数器、死区生成、互补输出、刹车输入等功能
通用定时器	TIM2、TIM3、TIM4、TIM5	APB1	拥有基本定时器全部功能，并额外具有内外时钟源选择、输入捕获、输出比较、编码器接口、主从触发模式等功能
基本定时器	TIM6、TIM7	APB1	拥有定时中断、主模式触发DAC的功能

STM32C8T6定时器资源：

• 通用定时器：TIM2、TIM3、TIM4（本文以TIM2为例）
• 高级定时器：TIM1（支持复杂PWM控制）

二、硬件与开发环境

• 硬件：STM32C8T6最小系统板、LED（PA0引脚）
• 开发工具：Keil MDK、ST-Link下载器
• 库支持：STM32标准外设库（StdPeriph Library）

三、TIM2中断配置步骤

TIM2中断的框图如下：

TIM2中断的代码流程如下：

1. 使能时钟

TIM2挂载在APB1总线，需先开启其时钟：

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);

 

2. 配置定时器参数

关键参数：

• 预分频器（PSC）：降低时钟频率。例如系统时钟72MHz，PSC=7199 → 分频后频率=72MHz/(7199+1)=10kHz。
• 自动重装载值（ARR）：设定定时周期。例如ARR=9999 → 定时周期=(9999+1)/10kHz=1秒。

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStruct;
TIM_TimeBaseStruct.TIM_Period = 9999;       // ARR值
TIM_TimeBaseStruct.TIM_Prescaler = 7199;    // PSC值
TIM_TimeBaseStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; // 向上计数模式
TIM_TimeBaseStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;     // 时钟分频（默认）
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStruct);

3. 使能更新中断

开启TIM2的更新中断（计数器溢出时触发）：

TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);

4. 配置NVIC中断优先级

设置TIM2中断通道的优先级并使能：

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;          // TIM2中断通道
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; // 抢占优先级
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;        // 子优先级
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);

5. 启动定时器

TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);

四、中断服务函数实现

在stm32f10x_it.c中编写中断处理逻辑（示例为LED闪烁）：

void TIM2_IRQHandler(void) {
    if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET) { // 检测中断标志
        GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, 
                     (BitAction)(1 - GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0))); // 翻转LED
        
        TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); // 必须清除中断标志！
    }
}

五、完整代码与主函数

#include "stm32f10x.h"

void TIM2_Init(void) {
    // 1. 使能时钟
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
    
    // 2. 配置TIM2
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStruct;
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_Period = 9999;
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_Prescaler = 7199;
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStruct);
    
    // 3. 使能中断
    TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);
    
    // 4. 配置NVIC
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
    
    // 5. 启动定时器
    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}

int main(void) {
    // 初始化GPIO（PA0接LED）
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    
    TIM2_Init();
    
    while(1) {
        // 主循环可执行其他任务
    }
}

六、关键问题排查

1. 中断未触发

• 检查NVIC配置是否正确，尤其是中断通道（TIM2_IRQn）
• 确认中断服务函数名是否为TIM2_IRQHandler
• 确保TIM_ClearITPendingBit()被调用

2. 定时时间不准确

• 验证系统时钟是否为72MHz（默认使用内部HSI需额外配置）
• 检查PSC和ARR计算公式：定时周期 = (ARR+1) * (PSC+1) / 时钟频率

3. 中断频繁触发

• 检查是否意外修改了ARR或PSC值
• 确认未使能其他TIM中断源（如捕获/比较中断）

七、总结

        TIM定时器中断是STM32中实现精准定时控制的核心功能。通过合理配置预分频器(PSC)、自动重装载值(ARR)及NVIC中断优先级，开发者可高效完成周期性任务（如数据采集、设备状态检测等），显著降低CPU负载。本文以STM32C8T6的TIM2为例，详细解析了从时钟配置到中断服务函数实现的完整流程。

在实际开发中，TIM定时器的应用远不止基础定时：

• PWM输出：驱动电机、调节LED亮度。
• 输入捕获：精确测量脉冲宽度或频率。
• 多任务调度：结合多个TIM实现复杂时序控制。

掌握TIM中断技术，能够为嵌入式系统设计带来更高的灵活性与可靠性。

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互动环节：

• 你在项目中用TIM中断做过哪些有趣的应用？ 欢迎分享实战经验！
• 关于TIM中断的配置，你遇到过哪些棘手问题？ 评论区留言，一起探讨解决方案！

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