目录
四、采用定时器PWM模式，让 LED 以呼吸灯方式渐亮渐灭，周期为1~2秒
一、定时器
1.定时器模块的功能
STM32定时器模块主要有计数、定时、输入捕获、输出比较这四个功能。其中：
计数：脉冲计数，使用使用微控制器内部的外部时钟（PCLK）来计数，是对固定周期的脉冲信号计数。
定时：时间控制，通过对微控制器内部的时钟脉冲进行计数实现定时功能。
输入捕获：对输入信号进行捕获，实现对脉冲的频率测量，可用于对外部输入信号脉冲宽度的测量，比如测量电机转速。
输出比较：将计数器计数值和设定值进行比较，根据比较结果输出不同电平，用于控制输出波形，比如直流电机的调速。
2.STM32定时器类别
STM32定时器主要分为基本定时器、通用定时器和高级定时器。
下面是STM32定时器的分类比较表：
| 定时器 | 基本定时器**(TIM6、TIM7)** | 通用定时器**TIMx(x=2~5)** | 高级定时器**(TIM1、TIM8)** |
|---|---|---|---|
| 计数器类型 | 16**位，向上** | 16**位，向上、向下、向上/向下** | 16**位，向上、向下、向上/向下** |
| 预分频系数 | 1**～65535之间的任意数** | 1**～65535之间的任意数** | 1**～65535之间的任意数** |
| 输入**/捕获通道** | 无 | 四个独立通道：输入捕获、输出比较、**PWM生成、单脉冲模式输出** | 四个独立通道：输入捕获、输出比较、**PWM生成、单脉冲模式输出** |
| 产生中断**/DMA** | 可以 | 可以 | 可以 |
| 刹车（电机控制） | 无 | 无 | 可以 |
3.通用定时器
STM32通用定时器TIMx（x=2，3，4，5）主要由时钟源、时钟单元、捕获和比较通道等构成，核心是可编程预分频驱动的16位自动装载计数器。
（1）时钟源
当定时器使用内部时钟时，定时器的时钟源统称为TIMxCLK。TIMxCLK的系统默认的时钟频率为72MHz，但其时钟来源并不相同。
定时器TIM2~TIM7挂接在APB1上定时器TIM1和TIM8挂接在APB2上。
若外部晶振的频率为8MHz，则系统默认的时钟频率为72MHz
APB1预分频器的分频系数设置为2，则PCLK1=36MHz；
APB2预分频系数设置为1，则PCLK2=72MHz，TIM1和TIM8的时钟频率TIMxCLK=72MHz；
Cortex系统时钟由AHB时钟（HCLK）8分频得到，即SysTick的频率为9MHz。
（2）预分频器PSC
可以以1～65535之间的任意数值对时钟源CK_PSC的时钟频率进行分频，输出CK_CNT脉冲供计数器CNT进行计数。
（3）计数器CNT
TIMxCNT是一个16位的寄存器，计数范围为1～65535，可以向上计数、向下计数或向下向上双向计数。
要得到想要的计数值，需要对输入时钟频率进行分频。
当计数值达到设定值时，便产生溢出事件，溢出时产生中断或DMA请求，然后再由自动装载寄存器进行重新加载或更新。
计数器溢出中断属于软件中断，执行相应的定时器中断服务程序。
（4）自动装载寄存器ARR
定时器的定时时间主要取决于定时周期和预分频因子，计算公式为：定时时间=（ARR+1）×（预分频值PSC+1）/输入时钟频率或 T=（TIM_Period +1）*（TIM_Prescaler +1）/TIMxCLK这里ARR+1是因为计数器都是从0开始计数的。
二、PWM
PWM是一种利用脉冲宽度即占空比实现对模拟信号进行控制的技术，即是对模拟信号电平进行数字表示的方法。
1.工作原理
STM32的定时器除了TIM6和TIM7，其他定时器都可以用来产生PWM输出。
通用定时器能同时产生多达4路的PWM输出。
STM32中每个定时器有4个输入通道：TIMx_CH1~TIMx_CH4；每个通道对应1个捕获/比较寄存器TIMx_CRRx，将寄存器值和计数器值相比较，通过比较结果输出高低电平，从而得到PWM信号。
在PWM的一个周期内，定时器从0开始向上计数，在0-t1时间段，定时器计数器TIMx_CNT值小于TIMx_CCRx值，输出低电平；
在t1-t2时间段，定时器计数器TIMx_CNT值大于TIMx_CCRx值，输出高电平；
当定时器计数器的值TIMx_CNT达到ARR时，定时器溢出，重新从0开始向上计数，如此循环。
2.PWM标准外设库输出配置
首先配置PWM输出通道，开启TIM3时钟：
STM32规定了具体的引脚作为PWM输出引脚，选择不同的引脚时，还必须使用重定向功能（Remap）
定时器TIM1的引脚复用功能映像：
| 复用功能 | TIM1_REMAP[1:0] = 00**(没有重映像)** | TIM1_REMAP[1:0] = 01**(部分重映像)** | TIM1_REMAP**[1:0] = 11(完全重映像)** (1) |
|---|---|---|---|
| TIM1_ETR | PA12 | PE7 | |
| TIM1_CH1 | PA8 | PE9 | |
| TIM1__CH2 | PA9 | PE11 | |
| TIM1_CH3 | PA10 | PE13 | |
| TIM1_CH4 | PA11 | PE14 | |
| TIM1_BKIN | PB12(2) | PA6 | PE15 |
| TIM1_CH1N | PB13(2) | PA7 | PE8 |
| TIM1_CH2N | PB14(2) | PB0 | PE10 |
| TIM1_CH3N | PB15(2) | PB1 | PE12 |
定时器TIM2的引脚复用功能映像：
| 复用功能 | TIM2_REMAP**[1:0]=00(没有重映像)** | TIM1_REMAP**[1:0]=01(部分重映像)** | TIM1_REMAP[1:0]=10 (**部分重映像)** (1) | TIM1_REMAP[1:0]=11**(完全重映像)** (1) |
|---|---|---|---|---|
| TIM2_CH1_ETR**(2)** | PA0 | PA15 | PA0 | PA15 |
| TIM2_CH2 | PA1 | PB3 | PA1 | PB3 |
| TIM2_CH3 | PA2 | PB10 | ||
| TIM2_CH4 | PA3 | PB11 |
定时器TIM3的引脚复用功能映像：
| 复用功能 | TIM3_REMAP[1:0] = 00**(没有重映像)** | TIM3_REMAP[1:0] = 10**(部分重映像)** | TIM3_REMAP[1:0] = 11**(完全重映像)** (1) |
|---|---|---|---|
| TIM3_CH1 | PA6 | PB4 | PC6 |
| TIM3_CH2 | PA7 | PB5 | PC7 |
| TIM3_CH3 | PB0 | PC8 | |
| TIM3_CH4 | PB1 | PC9 |
三、用定时器计数方式，控制LED以2s的频率周期性亮灭
使用STM32F103的 Tim2~Tim5其一定时器的某一个通道pin（与GPIOx管脚复用，见下图），连接一个LED，用定时器计数方式，控制LED以2s的频率周期性地亮-灭。
1.STM32Cube配置
（1）GPIO配置
（2）RCC配置
（3）SYS配置
（4）TIM2配置
（5）Clock配置
（6）项目配置
2.KEil代码编写
添加了如下代码：
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);
添加如下代码：
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
static unsigned char ledState = 0;
if (htim == (&htim2))
{
if (ledState == 0)
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_RESET);
else
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_SET);
ledState = !ledState;
}
}
3.实验结果
四、采用定时器PWM模式，让 LED 以呼吸灯方式渐亮渐灭，周期为1~2秒
接上，采用定时器PWM模式，让 LED 以呼吸灯方式渐亮渐灭，周期为1~2秒，自己调整占空比变化到一个满意效果；使用Keil虚拟示波器，观察 PWM输出波形。
1.STM32Cube配置
（1）RCC配置
（2）SYS配置
（3）TIM3配置
（4）GPIO配置
2.KEil代码编写
在main.c中对应位置添加下面的代码：
/* USER CODE BEGIN 1 */
uint16_t pwmVal=0; //PWM占空比
uint8_t dir=1;
/* USER CODE END 1 */ /* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_TIM_PWM_Start(&htim3,TIM_CHANNEL_1);
/* USER CODE END 2 */while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
while (pwmVal< 500)
{
pwmVal++;
__HAL_TIM_SetCompare(&htim3, TIM_CHANNEL_1, pwmVal); //修改比较值，修改占空比
// TIM3->CCR1 = pwmVal; 与上方相同
HAL_Delay(1);
}
while (pwmVal)
{
pwmVal--;
__HAL_TIM_SetCompare(&htim3, TIM_CHANNEL_1, pwmVal); //修改比较值，修改占空比
// TIM3->CCR1 = pwmVal; 与上方相同
HAL_Delay(1);
}
HAL_Delay(200);
}
/* USER CODE END 3 */3.程序烧录及实验结果
4.KEil波形图查看
波形图如下：
