定时器（TIM）

承接上文：【STM32】HAL库中的实现（一）GPIO/SysTick/EXTI
这些模块是实际开发中用到最多的功能，这个系列的文章是帮助你熟悉其 HAL 封装及底层机制。

HAL库中的实现串口（USART）

配置USART：
在这里插入图片描述

配置好后，直接生成工程代码：
stm32f1xx_it.c新增：

/* USER CODE BEGIN 1 */
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
if(GPIO_Pin == PA0_Key_Pin)
{
if( HAL_GPIO_ReadPin( PA0_Key_GPIO_Port, PA0_Key_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
{
HAL_GPIO_TogglePin( LED_G_GPIO_Port, LED_G_Pin );
}
}
}
void HAL_UARTEx_RxEventCallback(UART_HandleTypeDef *huart, uint16_t Size)
{
U1RxLen = Size;
HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT( &huart1 , U1RxData, U1RxDataSize);
U1RxFlag = 1;
}
/* USER CODE END 1 */

usart.c中配置变量：

/* USER CODE BEGIN 0 */
uint8_t U1RxData[U1RxDataSize] = {
0
};
uint16_t U1RxLen = 0;
uint8_t U1RxBuf[1] = {
0
};
bool U1RxFlag = 0;
/* USER CODE END 0 */

/* USER CODE BEGIN 1 */
//标准库下重定向c库函数printf到串口，并且关闭半主机模式
/*注意此代码我是封装在USART.c模块中*/
#if 1
#pragma import(__use_no_semihosting) 
//定义_sys_exit()以避免使用半主机模式 
void _sys_exit(int x) //这里有的版本没有void会导致错误
{
x = x;
}
//标准库需要的支持函数 
struct __FILE
{
int handle;
};
FILE __stdout;
//重定向fputc函数 
int fputc(int ch, FILE *f)
{
while((USART1->SR&
0X40)==0){
} //循环发送,直到发送完毕//操作寄存器方式 
USART1->DR = (uint8_t) ch;
return ch;
}
#endif
/* USER CODE END 1 */

usart.h

/* USER CODE BEGIN Private defines */
#define U1RxDataSize 128
extern uint8_t U1RxData[U1RxDataSize] ;
extern uint16_t U1RxLen ;
extern uint8_t U1RxBuf[1] ;
extern bool U1RxFlag;
/* USER CODE END Private defines */

main.c

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_USART1_UART_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT( &huart1 , U1RxData, U1RxDataSize);
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
HAL_UART_Transmit( &huart1, U1SendData, sizeof(U1SendData), 0xff );
//发送数据
while (1)
{
if(U1RxFlag == 1)
{
printf(" U1RxLen = %d \r\n",U1RxLen);
HAL_UART_Transmit( &huart1, U1RxData, U1RxLen, 0xff );
if(strcmp((char*)U1RxData,"绿灯亮") == 0)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, LED_G_Pin, GPIO_PIN_RESET);
}
if(strcmp((char*)U1RxData,"绿灯灭") == 0)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, LED_G_Pin, GPIO_PIN_SET);
}
memset(U1RxData,0,U1RxDataSize);
U1RxFlag = 0;
}
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
}

USART（串口）HAL实现思路

✅ HAL 常用函数：

HAL_UART_Transmit(&huart1, data, len, timeout);
HAL_UART_Receive_IT(&huart1, buffer, len);
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);

HAL 内部机制

初始化：

MX_USART1_UART_Init() 设置波特率、数据位、停止位、校验位等。

发送：

HAL_UART_Transmit()
↓
轮询状态寄存器 TXE（发送缓冲区空）和 TC（发送完成）

接收（中断）：

HAL_UART_Receive_IT()
↓
开启 RXNE 中断：使能 USART_CR1_RXNEIE

中断处理：

void USART1_IRQHandler(void)
{
HAL_UART_IRQHandler(&huart1);
}

回调函数：

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
// 接收到数据后自动调用
}

HAL库中的实现看门狗（IWDG/WWDG）

配置看门狗的预分频值：
在这里插入图片描述

配置好后，直接生成工程代码：
stm32f1xx_it.c新增：

/**
* @brief This function handles EXTI line0 interrupt.
*/
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
/* USER CODE BEGIN EXTI0_IRQn 0 */
/* USER CODE END EXTI0_IRQn 0 */
HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(PA0_Key_Pin);
/* USER CODE BEGIN EXTI0_IRQn 1 */
/* USER CODE END EXTI0_IRQn 1 */
}
/**
* @brief This function handles USART1 global interrupt.
*/
void USART1_IRQHandler(void)
{
/* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 0 */
/* USER CODE END USART1_IRQn 0 */
HAL_UART_IRQHandler(&huart1);
/* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 1 */
/* USER CODE END USART1_IRQn 1 */
}
/* USER CODE BEGIN 1 */
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
// static uint32_t Count = 0; //看门狗计数器
if(GPIO_Pin == PA0_Key_Pin)
{
if( HAL_GPIO_ReadPin(PA0_Key_GPIO_Port, PA0_Key_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
{
HAL_GPIO_TogglePin(LED_R_GPIO_Port, LED_R_Pin);
//绿灯的状态翻转
// HAL_IWDG_Refresh(&hiwdg); //进行喂狗
// printf("Iwdg Count = %d \r\n", Count++); //打印喂狗次数
}
}
}
void HAL_UARTEx_RxEventCallback(UART_HandleTypeDef *huart, uint16_t Size)
{
U1RxLen = Size;
HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT(&huart1, U1RxData, U1RxDataSize);
//启动串口空闲中断的接收
U1RxFlag = 1;
}
/* USER CODE END 1 */

main.c中新增：

/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "iwdg.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "string.h"
/* USER CODE END Includes */
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
uint8_t U1SendData[] = {
"hello world!"
};
/* USER CODE END PTD */
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
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_USART1_UART_Init();
MX_IWDG_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT(&huart1, U1RxData, U1RxDataSize);
//使能空闲中断
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
HAL_UART_Transmit(&huart1, U1SendData, sizeof(U1SendData), 0xff);
//启动串口空闲中断的发送
while (1)
{
HAL_IWDG_Refresh(&hiwdg);
//进行喂狗
if(U1RxFlag == 1) //代表串口已经接收到数据
{
printf("U1RxLen = %d \r\n", U1RxLen);
HAL_UART_Transmit(&huart1, U1RxData, U1RxLen, 0xff);
//启动串口空闲中断的发送
if(strcmp((char*)U1RxData,"LED_ON") == 0)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, LED_G_Pin, GPIO_PIN_RESET);
}
if(strcmp((char*)U1RxData,"LED_OFF") == 0)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, LED_G_Pin, GPIO_PIN_SET);
}
memset(U1RxData,0,U1RxDataSize);
U1RxFlag = 0;
}
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
}

HAL库中的看门狗（IWDG / WWDG）

STM32 提供两种看门狗：

IWDG	独立看门狗	独立于主时钟，掉电仍工作，安全性高
WWDG	窗口看门狗	有窗口限制，适合检测任务卡死

独立看门狗（IWDG）

HAL_IWDG_Start(&hiwdg);
// 启动看门狗
HAL_IWDG_Refresh(&hiwdg);
// 喂狗

 实现原理
启动后不可关闭
使用内部 40kHz LSI 时钟
计数器从 Reload 值递减至 0 后复位

HAL库代码部分：

hiwdg.Instance = IWDG;
hiwdg.Init.Prescaler = IWDG_PRESCALER_64;
hiwdg.Init.Reload = 1000;
HAL_IWDG_Init(&hiwdg);
HAL_IWDG_Start(&hiwdg);
// 主循环中周期性喂狗
HAL_IWDG_Refresh(&hiwdg);

窗口看门狗（WWDG）

HAL_WWDG_Start(&hwwdg);
HAL_WWDG_Refresh(&hwwdg);
// 必须在窗口内喂狗

WWDG 具有一个“允许喂狗”的时间窗口，早或晚都将导致复位。
适合检测“程序卡死”或“提前喂狗”的情况。

HAL库中的实现定时器（TIM）

在这里插入图片描述

配置好后，直接生成工程代码：
stm32f1xx_it.c新增：

/*******************************************************/
/**
* @brief This function handles EXTI line0 interrupt.
*/
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
/* USER CODE BEGIN EXTI0_IRQn 0 */
/* USER CODE END EXTI0_IRQn 0 */
HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(PA0_Key_Pin);
/* USER CODE BEGIN EXTI0_IRQn 1 */
/* USER CODE END EXTI0_IRQn 1 */
}
/**
* @brief This function handles TIM3 global interrupt.
*/
void TIM3_IRQHandler(void)
{
/* USER CODE BEGIN TIM3_IRQn 0 */
static uint32_t Count = 0;
//直接获取寄存器标志位的方式来产生中断
if( __HAL_TIM_GET_FLAG( &htim3, TIM_FLAG_UPDATE) == SET )
{
__HAL_TIM_CLEAR_FLAG( &htim3, TIM_FLAG_UPDATE);
//清除中断源
HAL_GPIO_TogglePin(LED_G_GPIO_Port, LED_G_Pin);
//绿灯的状态翻转
HAL_IWDG_Refresh(&hiwdg);
//进行喂狗
printf("Iwdg Count = %d \r\n", Count++);
}
/* USER CODE END TIM3_IRQn 0 */
// HAL_TIM_IRQHandler(&htim3);
/* USER CODE BEGIN TIM3_IRQn 1 */
/* USER CODE END TIM3_IRQn 1 */
}
/**
* @brief This function handles USART1 global interrupt.
*/
void USART1_IRQHandler(void)
{
/* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 0 */
/* USER CODE END USART1_IRQn 0 */
HAL_UART_IRQHandler(&huart1);
/* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 1 */
/* USER CODE END USART1_IRQn 1 */
}
/* USER CODE BEGIN 1 */
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
if(GPIO_Pin == PA0_Key_Pin)
{
if( HAL_GPIO_ReadPin(PA0_Key_GPIO_Port, PA0_Key_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
{
HAL_GPIO_TogglePin(LED_R_GPIO_Port, LED_R_Pin);
//红灯的状态翻转
// HAL_IWDG_Refresh(&hiwdg); //进行喂狗
// printf("Iwdg Count = %d \r\n", Count++);
}
}
}
void HAL_UARTEx_RxEventCallback(UART_HandleTypeDef *huart, uint16_t Size)
{
U1RxLen = Size;
HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT(&huart1, U1RxData, U1RxDataSize);
//启动串口空闲中断的接收
U1RxFlag = 1;
}

main.c新增：

/**
* @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_USART1_UART_Init();
MX_IWDG_Init();
MX_TIM3_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT(&huart1, U1RxData, U1RxDataSize);
//使能空闲中断
//定时器初始化完毕之后，找到对应定时器的启动函数
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3);
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
HAL_UART_Transmit(&huart1, U1SendData, sizeof(U1SendData), 0xff);
//启动串口空闲中断的发送
while (1)
{
if(U1RxFlag == 1) //代表串口已经接收到数据
{
printf("U1RxLen = %d \r\n", U1RxLen);
HAL_UART_Transmit(&huart1, U1RxData, U1RxLen, 0xff);
//启动串口空闲中断的发送
if(strcmp((char*)U1RxData,"LED_ON") == 0)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, LED_G_Pin, GPIO_PIN_RESET);
}
if(strcmp((char*)U1RxData,"LED_OFF") == 0)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, LED_G_Pin, GPIO_PIN_SET);
}
memset(U1RxData,0,U1RxDataSize);
U1RxFlag = 0;
}
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
}

HAL库中的定时器（TIM）

HAL 常用函数：

HAL_TIM_Base_Start(&htim3);
// 启动定时器（无中断）
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3);
// 启动定时器（带中断）
HAL_TIM_PeriodElapsedCallback();
// 中断回调

HAL 实现关键流程

初始化函数：

HAL_TIM_Base_Init(&htim3);

内部设置：
预分频器 PSC
自动重装载值 ARR
时钟分频 ClockDivision

启动函数：

HAL_TIM_Base_Start_IT()
↓
__HAL_TIM_ENABLE_IT(htim, TIM_IT_UPDATE);
// 开启更新中断
__HAL_TIM_ENABLE(htim);
// 使能定时器

中断处理：

void TIM3_IRQHandler(void)
{
HAL_TIM_IRQHandler(&htim3);
}

用户回调：

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
if (htim->Instance == TIM3)
{
// 1秒触发一次
}
}

综上。深入 STM32 HAL 库的核心模块串口（USART）/看门狗（IWDG/WWDG）/定时器（TIM），大大简化了 STM32 的开发流程，但也增加了代码体积和抽象层级。文章帮助你理解 HAL 的实现原理，有利于更加高效地调试、优化和移植项目。（我提供的代码不要完整照抄，仅仅提供HAL库实现的思路流程，希望对你产生帮助。）

以上，欢迎有从事同行业的电子信息工程、互联网通信、嵌入式开发的朋友共同探讨与提问，我可以提供实战演示或模板库。希望内容能够对你产生帮助！

posted @ 2025-08-08 21:58 wzzkaifa 阅读(202) 评论(0) 收藏举报

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wzzkaifa

详细介绍：【STM32】HAL库中的实现（二）：串口（USART）/看门狗（IWDG/WWDG）/定时器（TIM）

HAL库中的实现 串口（USART）

USART（串口）HAL实现思路

HAL 内部机制

HAL库中的实现 看门狗（IWDG/WWDG）

HAL库中的看门狗（IWDG / WWDG）

HAL库中的实现 定时器（TIM）

HAL库中的定时器（TIM）

HAL 实现关键流程

公告

HAL库中的实现串口（USART）

HAL库中的实现看门狗（IWDG/WWDG）

HAL库中的实现定时器（TIM）