嵌入式学习——使用定时器同时实现串口通信和LED流水灯
2024-06-30 07:40:24
一、定时器的概念以及作用
1.定时器的概念以及作用
在芯片中使用晶振作为计时单位，通过对晶振的计数来实现计时，当时间达到定时器设定的时长后，会跳入对应的函数执行对应的操作。
定时器的主要作用是产生一个时基，通俗的讲就是从某一时刻开始，经过一段指定的时间，触发一个中断或超时回调事件，可以在中断或者超时回调函数中处理数据。
2.定时器的工作原理
1）自动计数模式：在时钟条件下，系统自动计数到最大值溢出，代表一次定时完成
（2）调制计数模式：用户自定义定时时间，系统计时到自定义时间，代表一次定时完成
向上计数：向上计数到设定值后重新计数，周期循环，如图：
连续计数：向上计数到最大值后重新计数，周期循环，如图：
上/下计数：向上计数到设定值后，又从设定值向下计数，如图：
3.定时器的分类：
SysTick定时器：系统时钟滴答定时器（定时作用）。
可用作操作系统任务调度时间片
RTC：实时时钟
WatchDog：看门狗时钟，用于异常复位
外设定时器：
基本定时器：定时作用，用作其他定时器功能的时基
通用定时器：输入捕获、输出比较、PWM（输出比较模式中的一种特例）
高级定时器：通用定时器、带死区控制的PWM、三路移相波形（三相电机控制）
二、使用定时器实验串口通信实验
1.题目要求
设置一个5秒的定时器，每隔5秒从串口发送“hello windows！”
2.工程设置
（1）设置定时器
（2）开启定时器的中断
（3）设置SYS为串口通信：
（4）时钟设置
（5）生成工程文件并且打开
3.代码编写
（1）点开main.c文件并且将其所有代码如替换为如下代码
/* USER CODE BEGIN Header */
/********************************************************************************* @file : main.c* @brief : Main program body******************************************************************************* @attention** Copyright (c) 2022 STMicroelectronics.* All rights reserved.** This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file* in the root directory of this software component.* If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.********************************************************************************/
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "tim.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes *//* USER CODE END Includes *//* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD *//* USER CODE END PTD *//* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD *//* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM *//* USER CODE END PM *//* Private variables ---------------------------------------------------------*//* USER CODE BEGIN PV *//* USER CODE END PV *//* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
static void MX_NVIC_Init(void);
/* USER CODE BEGIN PFP *//* USER CODE END PFP *//* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 *//* USER CODE END 0 *//*** @brief The application entry point.* @retval int*/
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_TIM2_Init();MX_USART1_UART_Init();/* Initialize interrupts */MX_NVIC_Init();/* USER CODE BEGIN 2 */HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2); //定时器启动/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */}/* USER CODE END 3 */
}/*** @brief System Clock Configuration* @retval None*/
void SystemClock_Config(void)
{RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};/** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters* in the RCC_OscInitTypeDef structure.*/RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK){Error_Handler();}/** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks*/RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK){Error_Handler();}
}/*** @brief NVIC Configuration.* @retval None*/
static void MX_NVIC_Init(void)
{/* TIM2_IRQn interrupt configuration */HAL_NVIC_SetPriority(TIM2_IRQn, 0, 0);HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);
}/* USER CODE BEGIN 4 */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{static uint32_t time_cnt =0;static uint32_t time_cnt1 =0; //定义变量计算串口的时间char data[]="hello windows!\n";if(htim->Instance == TIM2){//串口通信if(++time_cnt1==80&&++time_cnt1 <96){ HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)data, 15, 0xffff);time_cnt1=0;}//LED灯每隔两秒闪烁流水灯 if(++time_cnt >= 160&&++time_cnt <320){HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_RESET);//PA5亮灯HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET);//PB9熄灯HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_14,GPIO_PIN_SET);//PC14熄灯}if(++time_cnt >= 320&&++time_cnt <480){HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_SET);//PA5熄灯HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET);//PB9亮灯HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_14,GPIO_PIN_SET);//PC14熄灯}if(++time_cnt >= 480&&++time_cnt <640){HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_SET);//PA5熄灯HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET);//PB9熄灯HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_14,GPIO_PIN_RESET);//PC14亮灯
// if(++time_cnt >= 560&&++time_cnt <568)
// {
// HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)data, 15, 0xffff);
// }}if(++time_cnt >= 640){time_cnt =0;HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_14, GPIO_PIN_SET);/*Configure GPIO pin Output Level */HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET);/*Configure GPIO pin Output Level */HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_SET);}}
// if(htim->Instance == TIM2)
// {
// if(++time_cnt1==800&&++time_cnt <960)
// {
// HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)data, 15, 0xffff);
// time_cnt1=0;
// }
// }
}
/* USER CODE END 4 *//*** @brief This function is executed in case of error occurrence.* @retval None*/
void Error_Handler(void)
{/* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug *//* User can add his own implementation to report the HAL error return state */__disable_irq();while (1){}/* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}#ifdef USE_FULL_ASSERT
/*** @brief Reports the name of the source file and the source line number* where the assert_param error has occurred.* @param file: pointer to the source file name* @param line: assert_param error line source number* @retval None*/
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{/* USER CODE BEGIN 6 *//* User can add his own implementation to report the file name and line number,ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) *//* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */4.最终结果演示：
三、使用定时器实现每隔2秒跳一次的流水灯
1.题目要求
设置一个2秒的定时器，让LED等周期性地闪烁。
2.工程设置
将PA5、PB9、PC14输出设置为高电平
时钟设置
设置SYS串口通信
生成工程文件并且打开
重复上一个实验的步骤将main.c文件的代码进行替换
3.运行结果如下：
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