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【理论】STM32定时器时间计算公式 +【实践】TIM中断1s计时一次

news 来源：原创 2024/5/14 1:41:02

前言：定时器TIM的详细知识点见我的博文：11.TIM定时中断-CSDN博客

STM32定时器时间计算公式

公式解释：

ARR（TIM_Period）：自动重装载值，是定时器溢出前的计数值

PSC（TIM_Prescaler）：预分频值，是用来降低定时器时钟频率的参数

Tclk：定时器的输入时钟频率（单位Mhz），通常为系统时钟频率或者定时器外部时钟频率

Tout：定时器溢出时间（单位us）。一定要注意这个单位是us

公式由来：

1.定时器的时钟频率是Tclk，TIM_Prescaler即为PSC的值。时钟频率被分频了PSC+1，那么此时定时器的最终频率为，故可知定时器计数值加1所需的时间为

注：时间等于频率的倒数

2.自动重装载值即TIM_Period即ARR，定时器从0计数到ARR时清零。由第一步已经计算出了被分频了PSC+1的最终定时器的时钟频率为，这是计数一次的频率，则计数到ARR的时间为为（ARR + 1） / （时间等于频率的倒数），故定时器溢出时间（单位us）为Tout=（（ARR+1）*（PSC+1）） / Tclk。

理论联系实际，来加深理解，接下来使用STM32CubeMx + Keil来实现TIM中断实现1s计时一次。

TIM中断实现1s计时一次

前言：使用的是STM32f103c8t6，系统主频72Mhz

目标：实现TIM中断实现1s计时一次

主要过程：配置定时器溢出时间为10ms（即定时器计数一次10ms，也就是10ms的定时器中断），当计次100次时是1s（1000ms），进而通过置标志位来实现1s的其它操作。

1.在STM32CubeMx中选择TIM2，设置Period（ARR）为7200，设置Prescaler（PSC）为100，根据公式计算得定时器溢出时间即定时器的中断时间（单位us）为 $\frac{7200\times100 }{72}$ ，最后结果为10 000 us，即10ms。

对应的代码以及具体配置如下所示（HAL库版本），这段代码是一个使用TIM2定时器进行初始化配置的函数。

具体配置如下：

设置TIM2的时钟源配置为默认值。

设置TIM2的主配置为默认值。

对htim2即TIM_HandleTypeDef类型的结构体变量进行初始化配置：设置htim2的实例为TIM2。

设置htim2的预分频器为7200-1，这将把输入时钟频率除以7200来得到TIM2的时钟频率。

设置htim2的计数模式为向上计数模式TIM_COUNTERMODE_UP。

设置htim2的计数器周期为100，这意味着当计数器达到100时，将发生定时器事件（溢出或中断）。

设置htim2的时钟分频因子为TIM_CLOCKDIVISION_DIV1即无时钟分频。

禁用htim2的自动重装载预装载功能TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE。这意味着在更新事件时，直接将新的周期值加载到计数器。

void MX_TIM2_Init(void)
{TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};htim2.Instance = TIM2;htim2.Init.Prescaler = 7200-1;htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;htim2.Init.Period = 100;htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;htim2.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
}

2.写定时器2中断服务函数，10ms一次中断。这段代码是在定时器2的周期到达时触发的回调函数。在每次定时器2的周期到达时，回调函数`HAL_TIM_PeriodElapsedCallback()`会被调用。代码以及具体流程如下。

具体代码流程如下：

首先判断触发回调函数的定时器实例是否是htim2。如果是htim2实例，即定时器2的周期到达，进入下一步。
`index_10ms`变量自增1，表示经过了10毫秒。
如果`index_10ms`变量的值能够被100整除（即经过了1秒），则将`index_led`变量设置为1。

这段代码的作用是，每隔10毫秒触发一次定时器2的中断服务函数。通过`index_10ms`变量来计数，当计数到100时（经过1秒），将`index_led`变量置为1。

在实际应用中，可以根据`index_led`变量的值来控制相关的LED灯或者执行其他操作，实现定时任务的触发和事件响应。

static uint16_t index_10ms = 0;
uint16_t index_led = 0;/*** @brief          定时器2中断服务函数,10ms一次中断* @param[in]      htim:定时器* @retval         none*/
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)	
{if (htim->Instance == htim2.Instance){index_10ms++;	 if(index_10ms%100==0){index_led=1;}}
}

3.利用定时器中断来写你自己定义的功能函数。我写的功能函数是实现1s打印一次hello，word。

这段代码其中的逻辑是通过检测外部定义的`index_led`变量的值来执行特定的操作。代码以及具体流程如下。

具体代码流程如下：

- 当`index_led`变量的值为1时，执行以下操作：
- 打印输出"hello,world"字符串。
- 将`index_led`变量的值重新设置为0，表示已经处理过这次触发。

这段程序逻辑的作用是在每次`index_led`变量变为1时，打印输出"hello,world"字符串，并且只执行一次，直到下次`index_led`又变为1。

extern uint16_t index_led;
uint8_t led_status =0;
/*** @brief          自定义功能函数* @param[in]      none* @retval         none*/
void user(void)
{if(index_led==1){printf("hello,world\r\n");index_led=0;}
}