【STM32H7教程】第33章 STM32H7的定時器應用之TIM1-TIM17的中斷實現
- 2019 年 11 月 14 日
- 筆記
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第33章 STM32H7的定時器應用之TIM1-TIM17的中斷實現
本章教程為大家講解定時器應用之TIM1 – TIM17所有定時器的周期性中斷實現。實際項目中用到的地方較多，特別是周期性的事件查詢。
33.1 初學者重要提示
33.2 定時器中斷的驅動設計
33.3 定時器板級支援包（bsp_tim_pwm.c）
33.4 定時器驅動移植和使用
33.5 實驗常式設計框架
33.6 實驗常式說明（MDK）
33.7 實驗常式說明（IAR）
33.8 總結
33.1 初學者重要提示
- 學習本章節前，務必優先學習第32章，HAL庫的幾個常用API均作了講解和舉例。
- STM32H7支援TIM1-TIM8，TIM12-TIM17共14個定時器，而中間的TIM9，TIM10，TIM11是不存在的，這點要注意。
- STM32H7的進出中斷的速度能跑到12.5MHz，所有程式在TCM和Flash運行沒差別，詳情可看本章2.3小節。
- 實際應用中，中斷入口函數名稱不要寫錯，有些中斷的入口函數名稱比較特殊，詳情可看本章的2.2小節。
33.2 定時器中斷的驅動設計
定時器中斷的實現相對比較簡單，僅需一個函數即可實現TIM1-TIM17定時器的中斷更新配置。
33.2.1 定時器中斷初始化
實現程式碼如下：
1. /* 2. ****************************************************************************************************** 3. * 函 數 名: bsp_RCC_TIM_Enable 4. * 功能說明: 使能TIM RCC 時鐘 5. * 形 參: 無 6. * 返 回 值: 無 7. ****************************************************************************************************** 8. */ 9. void bsp_RCC_TIM_Enable(TIM_TypeDef* TIMx) 10. { 11. if (TIMx == TIM1) __HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE(); 12. else if (TIMx == TIM2) __HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE(); 13. else if (TIMx == TIM3) __HAL_RCC_TIM3_CLK_ENABLE(); 14. else if (TIMx == TIM4) __HAL_RCC_TIM4_CLK_ENABLE(); 15. else if (TIMx == TIM5) __HAL_RCC_TIM5_CLK_ENABLE(); 16. else if (TIMx == TIM6) __HAL_RCC_TIM6_CLK_ENABLE(); 17. else if (TIMx == TIM7) __HAL_RCC_TIM7_CLK_ENABLE(); 18. else if (TIMx == TIM8) __HAL_RCC_TIM8_CLK_ENABLE(); 19. // else if (TIMx == TIM9) __HAL_RCC_TIM9_CLK_ENABLE(); 20. // else if (TIMx == TIM10) __HAL_RCC_TIM10_CLK_ENABLE(); 21. // else if (TIMx == TIM11) __HAL_RCC_TIM11_CLK_ENABLE(); 22. else if (TIMx == TIM12) __HAL_RCC_TIM12_CLK_ENABLE(); 23. else if (TIMx == TIM13) __HAL_RCC_TIM13_CLK_ENABLE(); 24. else if (TIMx == TIM14) __HAL_RCC_TIM14_CLK_ENABLE(); 25. else if (TIMx == TIM15) __HAL_RCC_TIM15_CLK_ENABLE(); 26. else if (TIMx == TIM16) __HAL_RCC_TIM16_CLK_ENABLE(); 27. else if (TIMx == TIM17) __HAL_RCC_TIM17_CLK_ENABLE(); 28. else 29. { 30. Error_Handler(__FILE__, __LINE__); 31. } 32. } 33. 34. /* 35. ****************************************************************************************************** 36. * 函 數 名: bsp_SetTIMforInt 37. * 功能說明: 配置TIM和NVIC，用於簡單的定時中斷，開啟定時中斷。另外注意中斷服務程式需要由用戶應 38. * 用程式實現。 39. * 形 參: TIMx : 定時器 40. * _ulFreq : 定時頻率 （Hz）。 0 表示關閉。 41. * _PreemptionPriority : 搶佔優先順序 42. * _SubPriority : 子優先順序 43. * 返 回 值: 無 44. ****************************************************************************************************** 45. */ 46. void bsp_SetTIMforInt(TIM_TypeDef* TIMx, uint32_t _ulFreq, uint8_t _PreemptionPriority, 47. uint8_t _SubPriority) 48. { 49. TIM_HandleTypeDef TimHandle = {0}; 50. uint16_t usPeriod; 51. uint16_t usPrescaler; 52. uint32_t uiTIMxCLK; 53. 54. /* 使能TIM時鐘 */ 55. bsp_RCC_TIM_Enable(TIMx); 56. 57. /*----------------------------------------------------------------------- 58. bsp.c 文件中 void SystemClock_Config(void) 函數對時鐘的配置如下: 59. 60. System Clock source = PLL (HSE) 61. SYSCLK(Hz) = 400000000 (CPU Clock) 62. HCLK(Hz) = 200000000 (AXI and AHBs Clock) 63. AHB Prescaler = 2 64. D1 APB3 Prescaler = 2 (APB3 Clock 100MHz) 65. D2 APB1 Prescaler = 2 (APB1 Clock 100MHz) 66. D2 APB2 Prescaler = 2 (APB2 Clock 100MHz) 67. D3 APB4 Prescaler = 2 (APB4 Clock 100MHz) 68. 69. 因為APB1 prescaler != 1, 所以 APB1上的TIMxCLK = APB1 x 2 = 200MHz; 70. 因為APB2 prescaler != 1, 所以 APB2上的TIMxCLK = APB2 x 2 = 200MHz; 71. APB4上面的TIMxCLK沒有分頻，所以就是100MHz; 72. 73. APB1 定時器有 TIM2, TIM3 ,TIM4, TIM5, TIM6, TIM7, TIM12, TIM13, TIM14，LPTIM1 74. APB2 定時器有 TIM1, TIM8 , TIM15, TIM16，TIM17 75. 76. APB4 定時器有 LPTIM2，LPTIM3，LPTIM4，LPTIM5 77. ----------------------------------------------------------------------- */ 78. if ((TIMx == TIM1) || (TIMx == TIM8) || (TIMx == TIM15) || (TIMx == TIM16) || (TIMx == TIM17)) 79. { 80. /* APB2 定時器時鐘 = 200M */ 81. uiTIMxCLK = SystemCoreClock / 2; 82. } 83. else 84. { 85. /* APB1 定時器 = 200M */ 86. uiTIMxCLK = SystemCoreClock / 2; 87. } 88. 89. if (_ulFreq < 100) 90. { 91. usPrescaler = 10000 - 1; /* 分頻比 = 10000 */ 92. usPeriod = (uiTIMxCLK / 10000) / _ulFreq - 1; /* 自動重裝的值 */ 93. } 94. else if (_ulFreq < 3000) 95. { 96. usPrescaler = 100 - 1; /* 分頻比 = 100 */ 97. usPeriod = (uiTIMxCLK / 100) / _ulFreq - 1; /* 自動重裝的值 */ 98. } 99. else /* 大於4K的頻率，無需分頻 */ 100. { 101. usPrescaler = 0; /* 分頻比 = 1 */ 102. usPeriod = uiTIMxCLK / _ulFreq - 1; /* 自動重裝的值 */ 103. } 104. 105. /* 106. 定時器中斷更新周期 = TIMxCLK / usPrescaler + 1）/usPeriod + 1） 107. */ 108. TimHandle.Instance = TIMx; 109. TimHandle.Init.Prescaler = usPrescaler; 110. TimHandle.Init.Period = usPeriod; 111. TimHandle.Init.ClockDivision = 0; 112. TimHandle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; 113. TimHandle.Init.RepetitionCounter = 0; 114. TimHandle.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE; 115. if (HAL_TIM_Base_Init(&TimHandle) != HAL_OK) 116. { 117. Error_Handler(__FILE__, __LINE__); 118. } 119. 120. /* 使能定時器中斷 */ 121. __HAL_TIM_ENABLE_IT(&TimHandle, TIM_IT_UPDATE); 122. 123. 124. /* 配置TIM定時更新中斷 (Update) */ 125. { 126. uint8_t irq = 0; /* 中斷號, 定義在 stm32h7xx.h */ 127. 128. if (TIMx == TIM1) irq = TIM1_UP_IRQn; 129. else if (TIMx == TIM2) irq = TIM2_IRQn; 130. else if (TIMx == TIM3) irq = TIM3_IRQn; 131. else if (TIMx == TIM4) irq = TIM4_IRQn; 132. else if (TIMx == TIM5) irq = TIM5_IRQn; 133. else if (TIMx == TIM6) irq = TIM6_DAC_IRQn; 134. else if (TIMx == TIM7) irq = TIM7_IRQn; 135. else if (TIMx == TIM8) irq = TIM8_UP_TIM13_IRQn; 136. else if (TIMx == TIM12) irq = TIM8_BRK_TIM12_IRQn; 137. else if (TIMx == TIM13) irq = TIM8_UP_TIM13_IRQn; 138. else if (TIMx == TIM14) irq = TIM8_TRG_COM_TIM14_IRQn; 139. else if (TIMx == TIM15) irq = TIM15_IRQn; 140. else if (TIMx == TIM16) irq = TIM16_IRQn; 141. else if (TIMx == TIM16) irq = TIM17_IRQn; 142. else 143. { 144. Error_Handler(__FILE__, __LINE__); 145. } 146. HAL_NVIC_SetPriority((IRQn_Type)irq, _PreemptionPriority, _SubPriority); 147. HAL_NVIC_EnableIRQ((IRQn_Type)irq); 148. } 149. 150. HAL_TIM_Base_Start(&TimHandle); 151. }
程式中的注釋已經比較詳細，這裡把幾個關鍵的地方再闡釋下：
- 第9- 32行，函數bsp_RCC_TIM_Enable用於獲取要使能的定時器時鐘。
- 第49行，HAL庫的定時器句柄變數要初始化為0，這個問題在教程上一章的4.1小節有專門說明。
- 第78 – 103行，計算出要配置的分頻和周期。這裡要注意一點，因為除了TIM2和TIM5，其它定時器都是16位的，相關暫存器大部分也都是16位的，配置的時候不可以超出0 -65535。這裡分頻變數usPrescaler和周期變數usPeriod統一按照16位計算，所以有了這幾行程式碼做頻率區分，防止超出範圍。
- 第108 – 118行，通過函數HAL_TIM_Base_Init初始化定時器的基本功能。
- 第125 – 148行，配置定時器中斷的優先順序，並使能中斷。
33.2.2 定時器中斷服務程式
定時器初始化完畢了，定時器中斷服務程式不要忘了寫。比如使用定時器6的中斷。
/* ********************************************************************************************************* * 函 數 名: TIM6_DAC_IRQHandler * 功能說明: TIM6定時中斷服務程式 * 返 回 值: 無 ********************************************************************************************************* */ void TIM6_DAC_IRQHandler(void) { if((TIM6->SR & TIM_FLAG_UPDATE) != RESET) { /* 清除標誌 */ TIM6->SR = ~ TIM_FLAG_UPDATE; /* 添加用戶程式 */ } }
使用定時器中斷不要把中斷入口函數的名字寫錯了，比如這個定時器6，很容易錯搞成TIM6__IRQHandler。
TIM1 – TIM17中斷入口名如下（在startup_stm32h743xx.s文件裡面有弱定義）：
TIM1_BRK_IRQHandler TIM1_UP_IRQHandler TIM1_TRG_COM_IRQHandler TIM1_CC_IRQHandler TIM2_IRQHandler TIM3_IRQHandler TIM4_IRQHandler TIM5_IRQHandler TIM6_DAC_IRQHandler TIM7_IRQHandler TIM8_BRK_TIM12_IRQHandler /* 注意這裡是TIM8 BRK和TIM12公用 */ TIM8_UP_TIM13_IRQHandler /* 注意這裡是TIM8 UP和TIM13公用 */ TIM8_TRG_COM_TIM14_IRQHandler /* 注意這裡是TIM8 TRG COM和TIM14公用 */ TIM8_CC_IRQHandler TIM15_IRQHandler TIM16_IRQHandler TIM17_IRQHandler
33.2.3 定時器中斷的最高頻率
有時候我們希望定時器的中斷服務程式執行頻率越快越好，這樣可以方便的在中斷裡面執行一些特定功能，比如控制引腳輸出指定個數的IO脈衝，使用定時器中斷就可以方便的實現。
測試時開啟MDK的最高等級優化和時間優化。
測試下面情況下，性能沒差別：
- 程式在Flash運行，變數在DTCM，開啟Cache。
- 程式和變數都在DTCM運行。
中斷部分的測試程式：
/* ********************************************************************************************************* * 函 數 名: TIM6_DAC_IRQHandler * 功能說明: TIM6定時中斷服務程式 * 返 回 值: 無 ********************************************************************************************************* */ void TIM6_DAC_IRQHandler(void) { TIM6->SR = ~TIM_FLAG_UPDATE; //GPIOB->ODR ^= GPIO_PIN_1; /* 使用通用GPIO */ HC574_TogglePin(GPIO_PIN_23); /* 使用的FMC擴展IO */ }
測試結果是STM32H7的進出中斷的速度能跑到12.5MHz，所有程式在TCM和Flash運行沒差別。
IO翻轉10MHz，方波頻率5MHz：
IO翻轉12.5MHz，方波頻率6.25MHz：
12.5Hz是最高頻率，實際應用中別跑這麼高，因為這個頻率下，程式基本一直在執行中斷服務程式。實際應用做個1MHz及其以下還是沒問題的。
33.3 定時器板級支援包（bsp_tim_pwm.c）
定時器驅動文件bsp_tim_pwm.c主要實現了如下兩個API供用戶調用：
- bsp_SetTIMOutPWM
- bsp_SetTIMforInt
這兩個函數都是TIM1-TIM17所有定時器都支援，函數bsp_SetTIMOutPWM用於PWM，下個章節為大家講解，本小節主要把函數bsp_SetTIMforInt做個說明。
33.3.1 函數bsp_SetTIMforInt
函數原型：
void bsp_SetTIMforInt(TIM_TypeDef* TIMx, uint32_t _ulFreq, uint8_t _PreemptionPriority, uint8_t _SubPriority)
函數描述：
此函數主要用配置定時器周期性中斷。
函數參數：
- 第1個參數用於指定使用那個定時器，參數可以是TIM1 – TIM17所有定時器（不含TIM9，TIM10和TIM11，因為STM32H7不支援這三個定時器）。
- 第2個參數是要實現的定時器中斷頻率，單位Hz，如果填0的話，表示關閉。
- 第3個參數是定時器搶佔式優先順序，範圍0 – 15。
- 第4個參數是定時器子優先順序，範圍0 – 15。
注意事項：
- 定時器中斷頻率最好別超過10MHz，本章2.3小節有說明。
- 初始化後，別忘了寫對應的中斷服務程式。
使用舉例：
比如使用定時器6設置為20Hz頻率, 周期0.05秒定時中斷：
bsp_SetTIMforInt(TIM6, 20, 2, 0);
33.4 定時器驅動移植和使用
定時器的移植比較簡單：
- 第1步：複製bsp_tim_pwm.c和bsp_tim_pwm.h到自己的工程目錄，並添加到工程裡面。
- 第2步：這幾個驅動文件主要用到HAL庫的GPIO和TIM驅動文件，簡單省事些可以添加所有HAL庫.C源文件進來。
- 第3步：應用方法看本章節配套例子即可。
33.5 實驗常式設計框架
通過程式設計框架，讓大家先對配套常式有一個全面的認識，然後再理解細節，本次實驗常式的設計框架如下：
第1階段，上電啟動階段：
- 這部分在第14章進行了詳細說明。
第2階段，進入main函數：
- 第1步，硬體初始化，主要是MPU，Cache，HAL庫，系統時鐘，滴答定時器，LED和串口。
- 第2步，按鍵應用程式設計部分。
- 定時器中斷服務程式裡面實現翻轉LED4和FMC擴展引腳23。
33.6 實驗常式說明（MDK）
配套例子：
V7-018_定時器周期性中斷（驅動支援TIM1-TIM17）
實驗目的：
- 學習定時器周期性中斷實現，支援TIM1-TIM17所有定時器。
實驗內容：
- 系統上電後驅動了1個軟體定時器，每100ms翻轉一次LED2，同時啟動1個TIM6周期性中斷，每50ms執行一次，在中斷服務程式裡面翻轉LED4和FMC擴展引腳23。
- STM32H7支援TIM1-TIM8，TIM12-TIM17共14個定時器，而中間的TIM9，TIM10，TIM11是不存在的。
- STM32H7的進出中斷的速度能跑到12.5MHz，所有程式在TCM和Flash運行沒差別，實際應用中最好別超過1MHz。
- 中斷入口函數名稱不要寫錯，有些中斷的入口函數名稱比較特殊，詳情可看V7開發板用戶手冊。
實驗操作：
- K1按鍵按下，開啟TIM6的周期性中斷。
- K2按鍵按下，關閉TIM6的周期性中斷。
FMC擴展引腳23的位置：
上電後串口列印的資訊：
波特率 115200，數據位 8，奇偶校驗位無，停止位 1
程式設計：
系統棧大小分配：
RAM空間用的DTCM：
硬體外設初始化
硬體外設的初始化是在 bsp.c 文件實現：
/* ********************************************************************************************************* * 函 數 名: bsp_Init * 功能說明: 初始化所有的硬體設備。該函數配置CPU暫存器和外設的暫存器並初始化一些全局變數。只需要調用一次 * 形 參：無 * 返 回 值: 無 ********************************************************************************************************* */ void bsp_Init(void) { /* 配置MPU */ MPU_Config(); /* 使能L1 Cache */ CPU_CACHE_Enable(); /* STM32H7xx HAL 庫初始化，此時系統用的還是H7自帶的64MHz，HSI時鐘: - 調用函數HAL_InitTick，初始化滴答時鐘中斷1ms。 - 設置NVIV優先順序分組為4。 */ HAL_Init(); /* 配置系統時鐘到400MHz - 切換使用HSE。 - 此函數會更新全局變數SystemCoreClock，並重新配置HAL_InitTick。 */ SystemClock_Config(); /* Event Recorder： - 可用於程式碼執行時間測量，MDK5.25及其以上版本才支援，IAR不支援。 - 默認不開啟，如果要使能此選項，務必看V7開發板用戶手冊第xx章 */ #if Enable_EventRecorder == 1 /* 初始化EventRecorder並開啟 */ EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U); EventRecorderStart(); #endif bsp_InitKey(); /* 按鍵初始化，要放在滴答定時器之前，因為按鈕檢測是通過滴答定時器掃描 */ bsp_InitTimer(); /* 初始化滴答定時器 */ bsp_InitUart(); /* 初始化串口 */ bsp_InitExtIO(); /* 初始化FMC匯流排74HC574擴展IO. 必須在 bsp_InitLed()前執行 */ bsp_InitLed(); /* 初始化LED */ }
MPU配置和Cache配置：
數據Cache和指令Cache都開啟。配置了AXI SRAM區（本例子未用到AXI SRAM）和FMC的擴展IO區。
/* ********************************************************************************************************* * 函 數 名: MPU_Config * 功能說明: 配置MPU * 形 參: 無 * 返 回 值: 無 ********************************************************************************************************* */ static void MPU_Config( void ) { MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct; /* 禁止 MPU */ HAL_MPU_Disable(); /* 配置AXI SRAM的MPU屬性為Write back, Read allocate，Write allocate */ MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE; MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000; MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB; MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS; MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE; MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE; MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE; MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0; MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1; MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00; MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE; HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct); /* 配置FMC擴展IO的MPU屬性為Device或者Strongly Ordered */ MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE; MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x60000000; MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB; MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS; MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE; MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE; MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE; MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER1; MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0; MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00; MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE; HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct); /*使能 MPU */ HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT); } /* ********************************************************************************************************* * 函 數 名: CPU_CACHE_Enable * 功能說明: 使能L1 Cache * 形 參: 無 * 返 回 值: 無 ********************************************************************************************************* */ static void CPU_CACHE_Enable(void) { /* 使能 I-Cache */ SCB_EnableICache(); /* 使能 D-Cache */ SCB_EnableDCache(); }
定時器中斷服務程式：
定時器6的中斷服務程式如下，主要實現了LED4翻轉和FMC擴展引腳23的翻轉：
/* ********************************************************************************************************* * 函 數 名: TIM6_DAC_IRQHandler * 功能說明: TIM6定時中斷服務程式 * 返 回 值: 無 ********************************************************************************************************* */ void TIM6_DAC_IRQHandler(void) { if((TIM6->SR & TIM_FLAG_UPDATE) != RESET) { /* 清除更新標誌 */ TIM6->SR = ~ TIM_FLAG_UPDATE; /* 翻轉LED4和FMC擴展引腳23 */ bsp_LedToggle(4); HC574_TogglePin(GPIO_PIN_23); } }
主功能：
主程式實現如下操作：
- K1按鍵按下，開啟TIM6的周期性中斷。
- K2按鍵按下，關閉TIM6的周期性中斷。
/* ********************************************************************************************************* * 函 數 名: main * 功能說明: c程式入口 * 形 參: 無 * 返 回 值: 錯誤程式碼(無需處理) ********************************************************************************************************* */ int main(void) { uint8_t ucKeyCode; /* 按鍵程式碼 */ bsp_Init(); /* 硬體初始化 */ PrintfLogo(); /* 列印常式名稱和版本等資訊 */ PrintfHelp(); /* 列印操作提示 */ bsp_StartAutoTimer(0, 100); /* 啟動1個100ms的自動重裝的定時器 */ bsp_SetTIMforInt(TIM6, 20, 2, 0); /* 設置為20Hz頻率, 周期0.05秒定時中斷*/ /* 進入主程式循環體 */ while (1) { bsp_Idle(); /* 這個函數在bsp.c文件。用戶可以修改這個函數實現CPU休眠和喂狗 */ /* 判斷定時器超時時間 */ if (bsp_CheckTimer(0)) { /* 每隔50ms 進來一次 */ bsp_LedToggle(2); } /* 按鍵濾波和檢測由後台systick中斷服務程式實現，我們只需要調用bsp_GetKey讀取鍵值即可。 */ ucKeyCode = bsp_GetKey(); /* 讀取鍵值, 無鍵按下時返回 KEY_NONE = 0 */ if (ucKeyCode != KEY_NONE) { switch (ucKeyCode) { case KEY_DOWN_K1: /* K1鍵按下 */ TIM6->DIER |= TIM_IT_UPDATE; break; case KEY_DOWN_K2: /* K2鍵按下 */ TIM6->DIER &= ~TIM_IT_UPDATE; break; default: /* 其它的鍵值不處理 */ break; } } } }
33.7 實驗常式說明（IAR）
配套例子：
V7-018_定時器周期性中斷（驅動支援TIM1-TIM17）
實驗目的：
- 學習定時器周期性中斷實現，支援TIM1-TIM17所有定時器。
實驗內容：
- 系統上電後驅動了1個軟體定時器，每100ms翻轉一次LED2，同時啟動1個TIM6周期性中斷，每50ms執行一次，在中斷服務程式裡面翻轉LED4和FMC擴展引腳23。
- STM32H7支援TIM1-TIM8，TIM12-TIM17共14個定時器，而中間的TIM9，TIM10，TIM11是不存在的。
- STM32H7的進出中斷的速度能跑到12.5MHz，所有程式在TCM和Flash運行沒差別，實際應用中最好別超過1MHz。
- 中斷入口函數名稱不要寫錯，有些中斷的入口函數名稱比較特殊，詳情可看V7開發板用戶手冊。
實驗操作：
- K1按鍵按下，開啟TIM6的周期性中斷。
- K2按鍵按下，關閉TIM6的周期性中斷。
FMC擴展引腳23的位置：
上電後串口列印的資訊：
波特率 115200，數據位 8，奇偶校驗位無，停止位 1
程式設計：
系統棧大小分配：
RAM空間用的DTCM：
硬體外設初始化
硬體外設的初始化是在 bsp.c 文件實現：
/* ********************************************************************************************************* * 函 數 名: bsp_Init * 功能說明: 初始化所有的硬體設備。該函數配置CPU暫存器和外設的暫存器並初始化一些全局變數。只需要調用一次 * 形 參：無 * 返 回 值: 無 ********************************************************************************************************* */ void bsp_Init(void) { /* 配置MPU */ MPU_Config(); /* 使能L1 Cache */ CPU_CACHE_Enable(); /* STM32H7xx HAL 庫初始化，此時系統用的還是H7自帶的64MHz，HSI時鐘: - 調用函數HAL_InitTick，初始化滴答時鐘中斷1ms。 - 設置NVIV優先順序分組為4。 */ HAL_Init(); /* 配置系統時鐘到400MHz - 切換使用HSE。 - 此函數會更新全局變數SystemCoreClock，並重新配置HAL_InitTick。 */ SystemClock_Config(); /* Event Recorder： - 可用於程式碼執行時間測量，MDK5.25及其以上版本才支援，IAR不支援。 - 默認不開啟，如果要使能此選項，務必看V7開發板用戶手冊第xx章 */ #if Enable_EventRecorder == 1 /* 初始化EventRecorder並開啟 */ EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U); EventRecorderStart(); #endif bsp_InitKey(); /* 按鍵初始化，要放在滴答定時器之前，因為按鈕檢測是通過滴答定時器掃描 */ bsp_InitTimer(); /* 初始化滴答定時器 */ bsp_InitUart(); /* 初始化串口 */ bsp_InitExtIO(); /* 初始化FMC匯流排74HC574擴展IO. 必須在 bsp_InitLed()前執行 */ bsp_InitLed(); /* 初始化LED */ }
MPU配置和Cache配置：
數據Cache和指令Cache都開啟。配置了AXI SRAM區（本例子未用到AXI SRAM）和FMC的擴展IO區。
/* ********************************************************************************************************* * 函 數 名: MPU_Config * 功能說明: 配置MPU * 形 參: 無 * 返 回 值: 無 ********************************************************************************************************* */ static void MPU_Config( void ) { MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct; /* 禁止 MPU */ HAL_MPU_Disable(); /* 配置AXI SRAM的MPU屬性為Write back, Read allocate，Write allocate */ MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE; MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x24000000; MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_512KB; MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS; MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE; MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_CACHEABLE; MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE; MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER0; MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL1; MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00; MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE; HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct); /* 配置FMC擴展IO的MPU屬性為Device或者Strongly Ordered */ MPU_InitStruct.Enable = MPU_REGION_ENABLE; MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x60000000; MPU_InitStruct.Size = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB; MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS; MPU_InitStruct.IsBufferable = MPU_ACCESS_BUFFERABLE; MPU_InitStruct.IsCacheable = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE; MPU_InitStruct.IsShareable = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE; MPU_InitStruct.Number = MPU_REGION_NUMBER1; MPU_InitStruct.TypeExtField = MPU_TEX_LEVEL0; MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00; MPU_InitStruct.DisableExec = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE; HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct); /*使能 MPU */ HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT); } /* ********************************************************************************************************* * 函 數 名: CPU_CACHE_Enable * 功能說明: 使能L1 Cache * 形 參: 無 * 返 回 值: 無 ********************************************************************************************************* */ static void CPU_CACHE_Enable(void) { /* 使能 I-Cache */ SCB_EnableICache(); /* 使能 D-Cache */ SCB_EnableDCache(); }
定時器中斷服務程式：
定時器6的中斷服務程式如下，主要實現了LED4翻轉和FMC擴展引腳23的翻轉：
/* ********************************************************************************************************* * 函 數 名: TIM6_DAC_IRQHandler * 功能說明: TIM6定時中斷服務程式 * 返 回 值: 無 ********************************************************************************************************* */ void TIM6_DAC_IRQHandler(void) { if((TIM6->SR & TIM_FLAG_UPDATE) != RESET) { /* 清除更新標誌 */ TIM6->SR = ~ TIM_FLAG_UPDATE; /* 翻轉LED4和FMC擴展引腳23 */ bsp_LedToggle(4); HC574_TogglePin(GPIO_PIN_23); } }
主功能：
主程式實現如下操作：
- K1按鍵按下，開啟TIM6的周期性中斷。
- K2按鍵按下，關閉TIM6的周期性中斷。
/* ********************************************************************************************************* * 函 數 名: main * 功能說明: c程式入口 * 形 參: 無 * 返 回 值: 錯誤程式碼(無需處理) ********************************************************************************************************* */ int main(void) { uint8_t ucKeyCode; /* 按鍵程式碼 */ bsp_Init(); /* 硬體初始化 */ PrintfLogo(); /* 列印常式名稱和版本等資訊 */ PrintfHelp(); /* 列印操作提示 */ bsp_StartAutoTimer(0, 100); /* 啟動1個100ms的自動重裝的定時器 */ bsp_SetTIMforInt(TIM6, 20, 2, 0); /* 設置為20Hz頻率, 周期0.05秒定時中斷*/ /* 進入主程式循環體 */ while (1) { bsp_Idle(); /* 這個函數在bsp.c文件。用戶可以修改這個函數實現CPU休眠和喂狗 */ /* 判斷定時器超時時間 */ if (bsp_CheckTimer(0)) { /* 每隔50ms 進來一次 */ bsp_LedToggle(2); } /* 按鍵濾波和檢測由後台systick中斷服務程式實現，我們只需要調用bsp_GetKey讀取鍵值即可。 */ ucKeyCode = bsp_GetKey(); /* 讀取鍵值, 無鍵按下時返回 KEY_NONE = 0 */ if (ucKeyCode != KEY_NONE) { switch (ucKeyCode) { case KEY_DOWN_K1: /* K1鍵按下 */ TIM6->DIER |= TIM_IT_UPDATE; break; case KEY_DOWN_K2: /* K2鍵按下 */ TIM6->DIER &= ~TIM_IT_UPDATE; break; default: /* 其它的鍵值不處理 */ break; } } } }
33.8 總結
本章節就為大家講解這麼多，相對比較容易掌握，望初學者熟練運用。
