EEPW论坛

1. 任务目标

使用单片机定时器实现1s翻转LED验证开发板时钟晶振是否正确

2. 开发工具

STM32 支持的开发环境很多，我现在中意下面的组合：

•        STM32CubeMX 图形化配置、生成工程；

•        STM32CubeCLT 意法半导体退出的一体化、多操作系统支持的命令行工具，主要面向第三发集成开发环境提供商，允许他们在自己的IDE框架内集成对STM32微控制器的支持，包括代码编译、烧录、调试等功能；

•        CLion 一个功能强大的且智能化的 C/C++ 开发环境，具有高效的代码编辑、调试和项目管理能力；

•        STM32CubeIDE/Keil MDK/IAR 曾经非常流行的 STM32 开发环境，这里不做介绍；

分别安装 STM32CubeMX/STM32CubeCLT 以及 CLion，然后再 Clion 中新建 STM32CubeMX 工程。

在 CLion 中第一次新建 STM32CubeMX，还需要配置 STM32CubeMX 和 STM32CubeCLT 工具路径，下图中（2）出点击“编辑”分别选择对应的路径即可。

•        下图在 SDK 目录中新建一个工程；

•        STM32CubeMX 和 STM32CubeCLT 工具检测OK；

•        启动 STM32CubeMX 配置工程，导出 CMake 工程即可

•        然后 CLion 打开刚才生成的工程目录即可，自动加载 CMakeLists.txt 并配置工程

第一次打开CMakeLists.txt 工程，弹出下面的配置对话框，一般选择 Debug 类型即可

3. ST-Link 固件升级

第一次调试工程，弹出 ST-Link 固件升级提示，按照下面的提示操作，升级固件通过。

点击右下角的 YES 开始升级固件

固件升级成功

升级后固件版本号变了

4. 用户 LED

LED 是指用户LED，即板子上的绿色 LD2 ，对应 PA5 ，原理图如下：

4.1 定时器

这里使用定时器1，配置如下：

•        时钟源，选择 Internal Clock （TIM1 位于 APB2 Timer Clock）

•        预分频为 1000-1

•        向上计数模式

•        计数周期 10000-1

4.2 为什么这么设置预分频和计数周期呢？

因为参考手册中 STM32F411xx 的 TIM1 位于 APB2 Timer clock 上，见下图。而且在时钟树中把 APB2 Timer Clock 设置为100MHz。

所以预分频 1000-1 把 TIM1 时钟频率配置为 100MHz/1000 = 100KHz

计数周期 10000-1 即 0.1 秒钟产生中断。【要实现1秒钟翻转LED，需要计数10次】

最后使能 TIM1 的中断，中断类型是 TIM1 update interrupt and TIM10 global interrupt，表示定时器溢出产生中断。

5. 流程

•        主流程中初始化硬件（GPIO、UART2、TIM1）然后已开启中断的方式启动TIM1

•        在TIM1的溢出中断服务函数中层层调用到 HAL_TIM_PeriodElapsedCallback() 函数，计数10次达到1秒钟，翻转用户LD2

6. 关键代码

6.1 主函数

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_USART2_UART_Init();
  MX_TIM1_Init(); // 配置定时器TIM1
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  
  HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim1); // 启动定时器 TIM1

  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    HAL_Delay(200);
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

6.2 TIM1定时溢出回调函数

tim.c 中新增加一个函数，定时器溢出回调函数 HAL_TIM_PeriodElapsedCallback() 中实现1秒钟翻转LED2

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
  if (htim->Instance == htim1.Instance) // 确保是特定的定时器实例（例如TIM1、TIM2等）
  {
    tim_elapsed_cnt++;
    if (tim_elapsed_cnt % 10 == 0) {
      HAL_GPIO_TogglePin(LD2_GPIO_Port, LD2_Pin);
    }
  }
}

7. 实测演示

7.1 LD2闪烁

板子中心的绿色 LD 每隔一秒钟点亮、熄灭一次。