STM32F1与STM32CubeIDE快速入门-定时器计数模式

定时器计数模式

1、定时器计数模式介绍

在计数器模式下，定时器模块从外部源（定时器输入引脚）获得时钟。因此定时器在外部输入的每个上升沿或下降沿向上或向下计数。当需要在不轮询输入引脚或定期读取 GPIO 或连续中断 CPU（如果选择将其连接到 EXTI 引脚）的情况下实现数字计数器时，这种模式在许多情况下非常有用。

实际上可以监视每个时间间隔的计数器值差异，以了解确实发生了多少个脉冲或其频率。这种模式在很多情况下都是有利的。

正如我们在之前的文章中所讨论的，定时器模块可以在计数器模式下运行。定时器从外部源（输入引脚）获得时钟并计算脉冲数。但是，STM32 定时器模块对于计数模式本身确实有多种模式。

1）递增计数(Up-Counting)模式

在向上计数模式下，计数器从 0 计数到自动重载值（TIMx_ARR 寄存器的内容），然后从 0 重新开始并产生计数器溢出事件。可以在每次计数器溢出时或通过设置 TIMx_EGR 寄存器中的 UG 位（通过软件或使用从模式控制器）生成更新事件。

2）递减计数( Down-counting)模式

在向下计数模式下，计数器从自动重载值（TIMx_ARR 寄存器的内容）向下计数到 0，然后从自动重载值重新开始并产生计数器下溢事件。可以在每次计数器下溢时或通过设置 TIMx_EGR 寄存器中的 UG 位（通过软件或使用从模式控制器）生成更新事件。

3）中心对齐模式（上/下）

在中心对齐模式下，计数器从 0 计数到自动重载值（TIMx_ARR 寄存器的内容）- 1，产生计数器溢出事件，然后从自动重载值向下计数到 1 并产生计数器下溢事件。然后从 0 重新开始计数。在这种模式下，不能写入方向位（来自 TIMx_CR1 寄存器的 DIR）。它由硬件更新并给出计数器的当前方向。

2、定时器计数模式配置

第一步、创建工程：

第二步、选择芯片：

第三步、配置系统时钟

第三步、配置定时器

1）配置TIM2功能

2）配置TIM2中断

第四步、配置串口

串口通信具体配置请参考：USART/UART串口通信

第五步、开启系统调试

保存配置并生成代码。

3、生成代码及功能实现

配置工程生成的代码如下：

1）定时器TIM2初始化

在main.c文件中：

/\*\*
 \* @brief TIM2 Initialization Function
 \* @param None
 \* @retval None
 \*/
static void MX\_TIM2\_Init(void)
{

  /\* USER CODE BEGIN TIM2\_Init 0 \*/

  /\* USER CODE END TIM2\_Init 0 \*/

  TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};
  TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};

  /\* USER CODE BEGIN TIM2\_Init 1 \*/

  /\* USER CODE END TIM2\_Init 1 \*/
  htim2.Instance = TIM2;
  htim2.Init.Prescaler = 0;
  htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
  htim2.Init.Period = 20;
  htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  htim2.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
  if (HAL\_TIM\_Base\_Init(&htim2) != HAL_OK)
  {
    Error\_Handler();
  }
  sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_ETRMODE2;
  sClockSourceConfig.ClockPolarity = TIM_CLOCKPOLARITY_NONINVERTED;
  sClockSourceConfig.ClockPrescaler = TIM_CLOCKPRESCALER_DIV1;
  sClockSourceConfig.ClockFilter = 15;
  if (HAL\_TIM\_ConfigClockSource(&htim2, &sClockSourceConfig) != HAL_OK)
  {
    Error\_Handler();
  }
  sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
  sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
  if (HAL\_TIMEx\_MasterConfigSynchronization(&htim2, &sMasterConfig) != HAL_OK)
  {
    Error\_Handler();
  }
  /\* USER CODE BEGIN TIM2\_Init 2 \*/

  /\* USER CODE END TIM2\_Init 2 \*/

}

2）定时器TIM2中断开启

在main.c文件中

/\*\*
 \* @brief NVIC Configuration.
 \* @retval None
 \*/
static void MX\_NVIC\_Init(void)
{
  /\* TIM2\_IRQn interrupt configuration \*/
  HAL\_NVIC\_SetPriority(TIM2_IRQn, 0, 0);
  HAL\_NVIC\_EnableIRQ(TIM2_IRQn);
}

3）串口UART1初始化

在main.c文件中：

/\*\*
 \* @brief USART1 Initialization Function
 \* @param None
 \* @retval None
 \*/
static void MX\_USART1\_UART\_Init(void)
{

  /\* USER CODE BEGIN USART1\_Init 0 \*/

  /\* USER CODE END USART1\_Init 0 \*/

  /\* USER CODE BEGIN USART1\_Init 1 \*/

  /\* USER CODE END USART1\_Init 1 \*/
  huart1.Instance = USART1;
  huart1.Init.BaudRate = 115200;
  huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
  huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
  huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
  huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
  huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
  huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
  if (HAL\_UART\_Init(&huart1) != HAL_OK)
  {
    Error\_Handler();
  }
  /\* USER CODE BEGIN USART1\_Init 2 \*/

  /\* USER CODE END USART1\_Init 2 \*/

}

4）定时器TIM2中断处理

在stm32f1xx_it.c文件中：

/\*\*
 \* @brief This function handles TIM2 global interrupt.
 \*/
void TIM2\_IRQHandler(void)
{
  /\* USER CODE BEGIN TIM2\_IRQn 0 \*/

  /\* USER CODE END TIM2\_IRQn 0 \*/
  HAL\_TIM\_IRQHandler(&htim2);
  /\* USER CODE BEGIN TIM2\_IRQn 1 \*/

  /\* USER CODE END TIM2\_IRQn 1 \*/
}

5）定时器TIM2中断回调处理实现

在stm32f1xx_it.c文件中添加如下代码：

/\* USER CODE BEGIN 1 \*/
// Counter Overflow ISR Handler
void HAL\_TIM\_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef \*htim) {
	if (htim->Instance == TIM2) {
		HAL\_UART\_Transmit(&huart1, END_MSG, sizeof(END_MSG), 100);
	}
}
/\* USER CODE END 1 \*/

6）主程序入口

在main.c文件中添加如下代码：

/\* Private typedef -----------------------------------------------------------\*/
/\* USER CODE BEGIN PTD \*/
uint8_t MSG[20] = { '\0' };
uint16_t CounterTicks = 0;
uint8_t END_MSG[35] = "Overflow Reached! Counter Reset!\n\r";
uint8_t RX_Buffer[1];
const uint8_t __r_chr[] = { '\r' };
/\* USER CODE END PTD \*/
/\*\*
 \* @brief The application entry point.
 \* @retval int
 \*/
int main(void)
{
  /\* USER CODE BEGIN 1 \*/

  /\* USER CODE END 1 \*/

  /\* MCU Configuration--------------------------------------------------------\*/

  /\* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. \*/
  HAL\_Init();

  /\* USER CODE BEGIN Init \*/

  /\* USER CODE END Init \*/

  /\* Configure the system clock \*/
  SystemClock\_Config();

  /\* USER CODE BEGIN SysInit \*/

  /\* USER CODE END SysInit \*/

  /\* Initialize all configured peripherals \*/
  MX\_GPIO\_Init();
  MX\_TIM2\_Init();
  MX\_USART1\_UART\_Init();

  /\* Initialize interrupts \*/
  MX\_NVIC\_Init();
  /\* USER CODE BEGIN 2 \*/
	HAL\_TIM\_Base\_Start\_IT(&htim2);
  /\* USER CODE END 2 \*/

  /\* Infinite loop \*/
  /\* USER CODE BEGIN WHILE \*/
	printf("Timer Counter Demo\n");
	while (1) {
    /\* USER CODE END WHILE \*/

    /\* USER CODE BEGIN 3 \*/
		// Read The Counter Ticks Register
		CounterTicks = TIM2->CNT;
		// Print The Ticks Count Via UART1
		sprintf(MSG, "Ticks = %d\n\r", CounterTicks);
		HAL\_UART\_Transmit(&huart1, MSG, sizeof(MSG), 100);
		HAL\_Delay(100);
	}
  /\* USER CODE END 3 \*/
}