一：定时器2（TIM2）的特点

基本介绍

定时器2（TIM2）是STM32C542RC微控制器内部唯一的32位通用定时器。该系列其余的定时器均为16位：两个16位通用定时器、两个专用于电机控制的16位PWM定时器、两个16位基本定时器，以及一个16位低功耗定时器。TIM2功能完整，既可以做精确定时，也可以输出PWM波形，本实验正是利用TIM2的PWM输出功能来控制板载LED的亮度。

主要特点

32位可编程计数器：支持向上计数、向下计数和中央对齐计数三种方式，计数范围为0～2^32-1。相比16位定时器，可以在不借助预分频的情况下获得更长的定时周期和更高的PWM分辨率。

16位可编程预分频器（PSC）：可对输入时钟进行1～65536分频，灵活调整计数时钟频率，从而改变PWM频率。

4个独立通道：每个通道均可独立配置为输入捕获、输出比较、PWM生成（PWM模式1/2）或单脉冲模式，互不干扰。

强大的PWM输出能力：支持边沿对齐和中央对齐两种PWM模式，占空比可在0%～100%之间调节；配合自动重装载预装载（ARPE）和输出比较预装载功能，可以在运行中无毛刺地更新频率与占空比。

多种时钟源：默认使用内部时钟，计数时钟来自APB定时器时钟（最高可达系统主频144MHz）；同时支持外部时钟输入，方便与外部信号同步。

中断与DMA请求：更新事件、捕获/比较事件、触发事件均可产生中断或触发DMA，适合周期性后台处理。

定时器互联功能：支持主从同步、级联和触发其它定时器，可搭建复杂的时序控制链路。

为什么选用TIM2驱动LED

LED亮度调节的本质是改变PWM占空比。TIM2的32位计数器使ARR可以取得足够大，例如本实验配置PWM频率为1kHz、ARR取999时，一个周期内包含1000个计数点，占空比可实现约1000级连续调节，亮度变化平滑细腻。同时，占空比只由CCR寄存器决定，运行时只需修改一个寄存器值即可实现呼吸灯等渐变效果，CPU开销极小。

二：STM32CubeMX的配置流程

新建工程

打开STM32CubeMX，点击File → New Project进入新建工程界面。

在MCU Selector中搜索并选中STM32C542RC，或在Board Selector中直接选择NUCLEO-C542RC开发板，点击Start Project创建工程。

按开发板原理图确认时钟与调试接口配置：NUCLEO-C542RC板载24MHz高速晶振（HSE）与32.768kHz低速晶振（LSE）。

配置时钟源（RCC）

在左侧Peripherals面板的System分类中选择RCC。

将HSE设置为Crystal/Ceramic Resonator，使能板载24MHz晶振；本实验不依赖RTC，LSE保持Disabled即可。

配置系统时钟

打开Clock Configuration页面，将HSE输入设为24MHz，选择PLL作为系统时钟源，并把SYSCLK配置为144MHz（具体频率以时钟树自动计算为准）。

查看AHB/APB分频系数，确认TIM2的计数时钟（Timer Input Clock）。当APB分频为1时，TIM2时钟与系统时钟同为144MHz，这是后续计算PSC和ARR的依据。

配置TIM2输出PWM

在左侧Peripherals面板的Timers分类中选择TIM2，将其置为Active使能。

将Clock Source设置为Internal Clock，使用内部时钟作为计数时钟。

在Channel(s)中选择Channel1并设置为PWM Generation CH1。此时PA5会被自动分配为TIM2_CH1复用功能引脚，PA5正是板载LED LD1所在引脚（与Arduino D13共用）。

在Parameter Settings中完成以下参数设置：预分频值Prescaler设为143；计数模式Counter Mode选择Up；自动重装载值Counter Period（ARR）设为999；使能自动重装载预装载Auto-reload preload；脉冲值Pulse（即CCR1）设为500，对应50%占空比；输出比较模式选择PWM mode 1；极性Polarity选择High。

切换到GPIO设置页面，确认PA5已被配置为TIM2_CH1的复用功能（Alternate Function），无需手动改GPIO。

参数计算说明：PWM频率＝定时器时钟÷[(PSC+1)×(ARR+1)]＝144MHz÷(144×1000)＝1kHz；占空比＝CCR1÷(ARR+1)×100%＝500÷1000＝50%。

工程设置与生成代码

点击右上角GENERATE CODE生成初始化工程，用所选IDE打开后即可进入代码编写阶段。

三：软件代码的编写流程

了解生成的代码结构

CubeMX生成工程后，定时器初始化代码位于tim.c中，系统时钟配置位于main.c中。MX_TIM2_Init()函数已完成TIM2全部寄存器的初始化，包含预分频、自动重装载值、PWM模式与占空比等配置，用户无需手写寄存器操作。

启动PWM输出

在main函数中完成外设初始化后，调用HAL_TIM_PWM_Start函数启动TIM2通道1的PWM输出。启动后板载LED即以当前配置的占空比点亮。

    hal_tim_handle_t *htim2 = mx_tim2_gethandle() ;

    // 启动定时器计数
    HAL_TIM_Start(htim2);
    // 启动 TIM2 通道 1 的 PWM 输出

    hal_tim_oc_compare_unit_t compare_unit = hal_tim_oc_channel_to_compare_unit(HAL_TIM_CHANNEL_1);
    HAL_TIM_OC_StartChannel(htim2, HAL_TIM_CHANNEL_1);

动态调节亮度

占空比由CCR1寄存器决定，运行时通过__HAL_TIM_SET_COMPARE修改CCR1即可实时改变亮度。以下代码实现经典的呼吸灯效果：占空比在0～999之间循环渐变，LED亮度随之缓慢呼吸变化。

      PWMdata =PWMdata +10 ;
      if(PWMdata >=1000) PWMdata = 10 ;
      HAL_TIM_OC_SetCompareUnitPulse(htim2, compare_unit, PWMdata);

      HAL_Delay(100);

说明：pulse为0时占空比为0%，LED全灭；pulse为999时占空比约99.9%，LED接近全亮。HAL_Delay控制渐变速度，可按实际观感调整。

编译下载与验证

在VScode中编译工程，确认无错误后通过ST-LINK下载到开发板。

观察板载LD1是否呈现周期性的亮度渐变；也可将示波器探头接到PA5（Arduino D13）引脚，观察频率为1kHz、占空比周期变化的方波。