【自学嵌入式：stm32单片机】定时器外部时钟

定时器外部时钟

接线图

对射式红外传感器DO接到PA0引脚，这个PA0引脚就是TIM2的ETR引脚，我们就在这个引脚输入一个外部时钟，我们这次用TIM2定时器ETR引脚的外部时钟模式2

【注】

ETR外部时钟模式1和模式2的区别
简单说，两种模式的核心区别是“外部信号怎么被定时器用起来”，就像两种不同的“接收快递”方式：

外部时钟模式1：带“包装处理”的接收

外部信号（比如从ETR引脚进来的脉冲）先经过两道“工序”：

滤波：就像拆快递前先擦掉盒子上的灰，去掉信号里的小毛刺（比如接触不良的抖动）；

分频：可以把信号“变慢”，比如外部信号太快，分频后再给定时器用（比如2分频就是每2个脉冲算1个）。
处理完的信号才会驱动定时器计数，适合信号有点小干扰、需要稳定计数的场景。

外部时钟模式2：“直接签收”的接收

外部信号从ETR进来后，几乎不处理，直接驱动定时器计数，没有滤波和分频步骤。
就像快递直接送到手里，不拆包装不检查，适合信号本身很干净（比如高精度晶振输出）、需要快速响应的场景。

总结：模式1是“先处理再用（稳）”，模式2是“直接用（快）”

本文是用对射式红外传感器模拟外部时钟

代码实现

已开源到：https://gitee.com/qin-ruiqian/jiangkeda-stm32

标准库实现

Timer.h

#ifndef __TIMER_H
#define __TIMER_H

void Timer_Init(void); //初始化定时器
uint16_t Timer_GetCounter(void); //返回CNT计数器的值

#endif

Timer.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

//extern uint16_t Num; //每秒自增的计时外部变量

//初始化定时器
void Timer_Init(void)
{
	//开启时钟，TIM2是APB1总线的外设
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
	//配置一下TIM2的ETR引脚PA0
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	//捕获用浮空，但是用上拉也行
	//如果外部的输入信号功率很小，内部的这个上拉电阻可能会影响到这个输入信号
	//这时就可以用一下浮空输入，防止影响外部输入的电平
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	//启用外部时钟
	//TIM_ExtTRGPSC_OFF不分频
	//TIM_ExtTRGPolarity_NonInverted不反向，高电平和上升沿有效
	//第四个参数是外部触发滤波器，以f频率采样N个点，如果N个点都一样，才会有效输出
	//此处不用滤波器，写0x00
	TIM_ETRClockMode2Config(TIM2, TIM_ExtTRGPSC_OFF, TIM_ExtTRGPolarity_NonInverted, 0x00); //不反向，高电平和上升沿有效
	// 初始化时基单元用的结构体
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //选择滤波器1分频
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计数
	//定时频率=72MHz/(PSC+1)/(ARR+1)
	//从0记到9就可以了
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 10 - 1; //ARR，16位寄存器，在0-65535范围
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 1 - 1; //PSC，16位寄存器，在0-65535范围
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数器，高级计数器才有的，置0就行，TIM2-TIM4是通用计数器
	TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);
	//清除定时器更新标志位
	//TIM_TimeBaseInit函数末尾，手动产生了更新事件
	//若不清除此标志位，则开启中断后，会立刻进入一次中断
	//如果不介意此问题，则不清除此标志位也可
	//预分频器是有一个缓冲寄存器的
	//我们写的值只有在更新事件时，才会真正起作用
	//所以为了让值立刻起作用
	//TIM_TimeBaseInit函数末尾手动产生了一个更新事件
	//但同时，它的副作用就是，更新事件和更新中断是同时发生的
	//更新中断会置更新中断标志位
	//一旦初始化完成，更新中断就会立刻进入
	TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
	//使能更新中断
	TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE); //开启更新中断到NVIC的通路
	//NVIC优先级分组
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //2分组
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn; // TIM2定时器中断通道
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; // 使能中断
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; //抢占优先级
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //响应优先级
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
	//启动定时器
	TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}

//返回实时的CNT计数器的值
uint16_t Timer_GetCounter(void)
{
	return TIM_GetCounter(TIM2);
}

//TIM2中断逻辑
/*void TIM2_IRQHandler(void)
{
	//检查更新标志位
	if(TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET)
	{
		
		TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); //更新标志位清零
	}
}*/

main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "MYOLED.h"
#include "Timer.h"

uint16_t Num; //每秒自增变量

//没有预分频，每次遮挡CNT都会加1
//如果有预分频了，遮挡几次，才能加1
//加到9后自动清零，同时申请中断，Num++
int main(void)
{
	MYOLED_Init();
	Timer_Init(); 
	MYOLED_ShowString(0, 0, "Num:");
	MYOLED_ShowString(0, 1, "CNT:");
	while(1)
	{
		MYOLED_ShowNum(4, 0, Num, 5);
		MYOLED_ShowNum(4, 1, Timer_GetCounter(), 5); //不断变化，显示自动重装值，0-9999（10000-1那个参数）
	}
}

//TIM2中断逻辑（放在使用它的地方）
void TIM2_IRQHandler(void)
{
	//检查更新标志位
	if(TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET)
	{
		Num++;
		TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); //更新标志位清零
	}
}

HAL库实现

由于STM32CubeIDE生成的代码很多，所以不单独写Timer.h，主函数里直接写获取CNT计数器函数，配置ioc文件直接参考开源仓库里的ioc文件就行，不再赘述，开源地址如下：https://gitee.com/qin-ruiqian/jiangkeda-stm32-hal

main.c

主要是main.c这里配置很多东西，所以只展示一下main.c

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * Copyright (c) 2025 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"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "MYOLED.h"
/* 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 ---------------------------------------------------------*/
TIM_HandleTypeDef htim2;

/* USER CODE BEGIN PV */
uint16_t Num;
/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_TIM2_Init(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
//回调函数
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
	//如果是定时器TIM2回调
	if (htim->Instance == TIM2)
	{
		Num++;
	}
}
/* 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();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2); //启动定时器开关
  MYOLED_Init();
  MYOLED_ShowString(0, 0, "Num:");
  MYOLED_ShowString(0, 1, "CNT");
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
	  MYOLED_ShowNum(4, 0, Num, 5);
	  MYOLED_ShowNum(4, 1, __HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim2), 5);//显示自动重装的值
    /* 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 TIM2 Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_TIM2_Init(void)
{

  /* USER CODE BEGIN TIM2_Init 0 */

  /* USER CODE END TIM2_Init 0 */

  TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};
  TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};

  /* USER CODE BEGIN TIM2_Init 1 */

  /* USER CODE END TIM2_Init 1 */
  htim2.Instance = TIM2;
  htim2.Init.Prescaler = 0;
  htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
  htim2.Init.Period = 9;
  htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  htim2.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
  if (HAL_TIM_Base_Init(&htim2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_ETRMODE2;
  sClockSourceConfig.ClockPolarity = TIM_CLOCKPOLARITY_NONINVERTED;
  sClockSourceConfig.ClockPrescaler = TIM_CLOCKPRESCALER_DIV1;
  sClockSourceConfig.ClockFilter = 0;
  if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim2, &sClockSourceConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
  sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
  if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim2, &sMasterConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /* USER CODE BEGIN TIM2_Init 2 */
  // 清除初始化时产生的更新标志位（避免初始中断误触发，与标准库一致）
    __HAL_TIM_CLEAR_FLAG(&htim2, TIM_FLAG_UPDATE);
  /* USER CODE END TIM2_Init 2 */

}

/**
  * @brief GPIO Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_GPIO_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  /* USER CODE BEGIN MX_GPIO_Init_1 */

  /* USER CODE END MX_GPIO_Init_1 */

  /* GPIO Ports Clock Enable */
  __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_SET);

  /*Configure GPIO pins : PB8 PB9 */
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

  /* USER CODE BEGIN MX_GPIO_Init_2 */

  /* USER CODE END MX_GPIO_Init_2 */
}

/* USER CODE BEGIN 4 */

/* 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 */

实现效果

posted @ 2025-08-12 19:27 秦瑞迁阅读(157) 评论(0) 收藏举报

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Timer.c

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