本文例子參考《STM32單片機開發實體——基于Proteus虛擬仿真與HAL/LL庫》
源代碼：https://github.com/LanLinnet/STM33F103R6
專案要求
通過定時器延時（阻塞）的方式，實作LED燈以1秒為周期閃爍，
硬體設計
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在第一節的基礎上，在Proteus中添加電路如下圖所示，
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要對芯片進行設定，我們首先要了解定時器的作業機制，
（1）定時器概述
STM32F103系列單片機最多支持8個定時器，其中STM32F103R6單片機內部僅保留TIM1、TIM2和TIM3這3個定時器，其中TIM1是高級定時器，TIM2和TIM3是普通定時器，- 普通定時器除具備基本的定時功能外，還可以為DAC提供一個觸發通道，增加了輸入捕獲、輸出比較、單脈沖輸出、PWM信號輸出、正交編碼器等功能，
- 高級定時器在具備普通定時器的功能的基礎上，還增加了可輸出帶死區控制的互補PWM信號、緊急制動、定時器同步等功能，最多可以輸出6路PWM信號，
在本專案中我們使用普通定時器TIM3，
（2）基本定時功能
本次專案中我們只需要采用定時器的基本定時功能即可，其本質上就是對周期性脈沖信號進行計數，STM32芯片的時鐘源有很多，我們簡單列舉一下：- 低速內部時鐘LSI：一般由內部RC振蕩器提供，多用于RTC和看門狗電路，
- 低速外部時鐘LSE：一般由外部晶振提供，多用于實時時鐘，頻率一般為32.768kHz，
- 高速內部時鐘HSI：一般由內部RC振蕩器提供，多用于系統時鐘和PLL輸入，頻率一般為8MHz，
- 高速外部時鐘HSE：一般由外部晶振提供（4~16MHz，多為8MHz），用于系統時鐘和PLL輸入，
（3）計數模式
定時器有3種不同的計數模式，即向上計數、向下計數和中央對齊（向上/向下）計數模式，這里我們采用向上計數模式，從默認初始值0開始做加法計數，加到預設值之后產生一次溢位事件，自動復位至初始值0，之后開始新一輪的計數，下面是STM32F103R6芯片的時鐘樹，由圖可知TIM3的時鐘源來自APB1（Advanced Peripheral Bus1, 高級外設總線1），其時鐘頻率我們后面會在CubeMX中進行配置，
（4）時間計算
定時器有3種不同的計數模式，即向上計數、向下計數和中央對齊（向上/向下）計數模式，這里我們采用向上計數模式，從默認初始值0開始做加法計數，加到預設值之后產生一次溢位事件，自動復位至初始值0，之后開始新一輪的計數，
APB1 Timer clocks脈沖經過1個TIM3的專屬預分頻器分頻之后就會成為TIM3的計數脈沖，預分頻引數保存在一個16位的暫存器TIM3_PSC（簡稱PSC）中，
已知APB1 Timer clocks脈沖的頻率為\(f_{CLK}\)，TIM3的計數脈沖周期為\(T_{CNT}\)，預分頻引數為PSC，那么有公式如下：\(T_{CNT}=\frac{PSC+1}{f_{CLK}}\)
又因為STM32單片機所有的定時器都是16位定時器，其計數范圍為0~65535，那么我們就可以根據實際需要設計定時器的預設值，也就是自動多載暫存器TIM3_ARR（簡稱ARR）的值，此時TIM3采用向上計數的模式，那么其一次溢位時間（或者說一個計數周期）\(T_{OUT}\)就可以由上面的公式變為：
\(T_{OUT}=T_{CNT}\left(ARR+1\right)=\frac{\left(PSC+1\right)\left(ARR+1\right)}{f_{CLK}}\)
如果時鐘頻率采用默認的8MHz，我們不妨設定PSC為
7999，那么此時可以計算出TIM3的計數脈沖周期為\(T_{CNT}\)恰好為1ms\(T_{CNT}=\frac{PSC+1}{f_{CLK}}=\frac{7999+1}8=1000\mu s=1ms\)
由于我們設定的LED燈閃爍周期為1秒，那么亮或滅一次狀態的持續時間就是500ms，TIM3的計數脈沖周期為1ms，所以一個狀態需要計數500次，又因為本專案我們采用的是定時器阻塞的編程方式，我們只需要通過回圈不斷檢測當前計數值是否到了500即可，正因為如此，定時器一次溢位時間就需要大于500ms（不然計數永遠達不到500），我們不妨設定ARR為
999，這時套用上面的公式有\(T_{OUT}=T_{CNT}\left(ARR+1\right)=1000\times\left(999+1\right)=10^6\mu s=1s\)
滿足條件，
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打開CubeMX，建立工程，我們首先將PC0管腳設定為GPIO_Output，
隨后對定時器進行設定：點擊“Categories”中的“Timer”串列，選中“TIM3”，在“TIM3 Mode and Configuration”視窗中設定“Clock Source”為Internal Clock，設定“PSC”為7999，“Counter Period”為999，
接下來點擊“Clock Configuration”進入時鐘配置界面，這里我們采用默認設定的8MHz，
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點擊“Generator Code”生成Keil工程，
軟體撰寫
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本次我們需要實作定時器阻塞延時使得LED燈閃爍，需要用到定時器運行和定時器停止函式，其API檔案如下：
HAL_TIM_Base_Start 定時器運行
HAL_TIM_Base_Stop 定時器停止
此外，還需要使用宏定義為定時器設定初始計數值__HAL_TIM_SET_COUNTER和獲取定時器當前計數值__HAL_TIM_GET_COUNTER，我們可以在“stm32f1xx_hal_tim.h”檔案中找到這兩個宏定義，
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點擊“Open Project”在Keil中打開工程，雙擊“main.c”檔案，
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我們需要設定一個自定義延時函式，輸入數值n，可以以定時器阻塞的方式延時n ms，首先在main.c檔案的最上面宣告這個函式，
/* Private user code ---------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN 0 */ void My_Delay_ms(uint16_t nms); //宣告自定義函式 /* USER CODE END 0 */在
/* USER CODE BEGIN 4 */和/* USER CODE END 4 */之間插入該自定義函式，代碼如下/* USER CODE BEGIN 4 */ //自定義函式 void My_Delay_ms(uint16_t nms) { uint16_t counter = 0; __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim3, 0); //為定時器TIM3設定初始計數值0 HAL_TIM_Base_Start(&htim3); //運行定時器 do { counter = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim3); //當計數值小于nms時，一直回圈獲取定時器當前計數值 } while(counter < nms); HAL_TIM_Base_Stop(&htim3); //到nms時停止定時器TIM3 } /* USER CODE END 4 */最后，我們在while回圈中添加下面的代碼
/* USER CODE BEGIN WHILE */ while (1) { HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_0); //PC0引腳電平翻轉 My_Delay_ms(500); //延時500ms /* USER CODE END WHILE */ /* USER CODE BEGIN 3 */ } /* USER CODE END 3 */
聯合除錯
- 點擊運行，生成HEX檔案，
- 在Proteus中加載相應HEX檔案，點擊運行，LED燈以1秒為周期閃爍，
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標籤：嵌入式
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