1、準(zhǔn)備材料

開發(fā)板（STM32F407G-DISC1）

STM32CubeMX軟件（Version 6.10.0）

keil μVision5 IDE（MDK-Arm）

ST-LINK/V2驅(qū)動

邏輯分析儀nanoDLA

2、實驗?zāi)繕?biāo)

使用STM32CubeMX軟件配置STM32F407通用定時器的輸出比較通道，并將其輸出到四個LED燈引腳實現(xiàn)LED燈流水燈效果

3、實驗流程

3.0、前提知識

STM32F407的定時器通道均可以實現(xiàn)輸出比較功能，輸出比較功能是利用當(dāng)前計數(shù)值CNT與捕獲/比較寄存器CRR的值作比較，如果值相等就會產(chǎn)生輸出比較結(jié)果，此時也會產(chǎn)生輸出比較完成中斷或DMA請求

定時器產(chǎn)生的輸出比較結(jié)果可以輸出到比較通道的具體引腳上，也可以直接內(nèi)部使用不輸出到引腳，具體輸出的電平由比較模式和輸出極性共同決定

輸出比較模式有①凍結(jié)：保持當(dāng)前電平、②匹配時輸出有效電平、③匹配時輸出無效電平、④匹配時翻轉(zhuǎn)輸出電平、⑤強(qiáng)制輸出有效電平和⑥強(qiáng)制輸出無效電平 六種模式

有效電平可以手動設(shè)置為高/低電平

3.1、CubeMX相關(guān)配置

3.1.0、工程基本配置

打開STM32CubeMX軟件，單擊ACCESS TO MCU SELECTOR選擇開發(fā)板MCU（選擇你使用開發(fā)板的主控MCU型號），選中MCU型號后單擊頁面右上角Start Project開始工程，具體如下圖所示

開始工程之后在配置主頁面System Core/RCC中配置HSE/LSE晶振，在System Core/SYS中配置Debug模式，具體如下圖所示

詳細(xì)工程建立內(nèi)容讀者可以閱讀“STM32CubeMX教程1 工程建立”

3.1.1、時鐘樹配置

系統(tǒng)時鐘使用8MHz外部高速時鐘HSE，HCLK、PCLK1和PCLK2均設(shè)置為STM32F407能達(dá)到的最高時鐘頻率，具體如下圖所示

3.1.2、外設(shè)參數(shù)配置

在Pinout ＆ Configuration頁面右邊芯片引腳預(yù)覽Pinout view中找到LED燈的四個控制引腳PD12、PD13、PD14和PD15，依次左鍵單擊并配置其功能為TIM4_CHx

然后在頁面左側(cè)功能分類欄目中點(diǎn)開Timers欄目，單擊欄目下的TIM4，并將其Channel1~4全部配置為Output Compare CHx

具體配置如下圖所示

然后對啟用的TIM4定時器的四個通道參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，下面對重要參數(shù)介紹

Prescaler 、 Counter Mode 、 Counter Period 和 auto-reload preload 等計數(shù)器參數(shù)的設(shè)置與之前的實驗講解一致，這里不再贅述，周期設(shè)為500ms，不分頻不預(yù)裝載

Output Compare Channel x / Mode （輸出比較模式）均選擇了Toggle on match，即當(dāng)比較寄存器CCR的值和當(dāng)前定時器計數(shù)值CNT匹配時翻轉(zhuǎn)通道引腳輸出狀態(tài)

四個通道從上到下其 Pulse （比較寄存器的值CCR）依次為999、1999、2999和3999，這表示在一個時鐘500ms周期內(nèi)，通道1、2、3和4分別在100ms、200ms、300ms和400ms的時候翻轉(zhuǎn)其對應(yīng)通道引腳的狀態(tài)

輸出比較四個通道 Output compare preload （輸出比較預(yù)裝載）均為Disable， CH Polarity （通道輸出有效狀態(tài)）均為高電平，輸出比較的其他模式如其字面意思較為好理解，這里不再過多闡述，具體的參數(shù)配置如下圖所示

3.1.3、外設(shè)中斷配置

在Pinout & Configuration頁面左邊System Core/NVIC中勾選TIM4全局中斷，然后選擇合適的中斷優(yōu)先級即可

3.2、生成代碼

3.2.0、配置Project Manager頁面

單擊進(jìn)入Project Manager頁面，在左邊Project分欄中修改工程名稱、工程目錄和工具鏈，然后在Code Generator中勾選“Gnerate peripheral initialization as a pair of 'c/h' files per peripheral”，最后單擊頁面右上角GENERATE CODE生成工程，具體如下圖所示

詳細(xì)Project Manager配置內(nèi)容讀者可以閱讀“STM32CubeMX教程1 工程建立”實驗3.4.3小節(jié)

3.2.1、外設(shè)初始化函數(shù)調(diào)用流程

在生成的工程代碼主函數(shù)main()中調(diào)用了MX_TIM4_Init()函數(shù)完成了對TIM4基本定時器參數(shù)，輸出比較通道1/2/3/4參數(shù)的配置

然后在HAL_TIM_OC_Init()函數(shù)中調(diào)用了HAL_TIM_OC_MspInit()函數(shù)對TIM4時鐘和中斷進(jìn)行了使能，并對中斷優(yōu)先級進(jìn)行了配置

最后在MX_TIM4_Init()函數(shù)末尾調(diào)用了HAL_TIM_MspPostInit()函數(shù)對TIM4的四個輸出比較通道引腳進(jìn)行了復(fù)用設(shè)置，從而完成了整個初始化過程

如下圖所示為TIM4輸出比較初始化的具體函數(shù)調(diào)用流程

3.2.2、外設(shè)中斷函數(shù)調(diào)用流程

再來看看輸出比較中斷回調(diào)函數(shù)流程，使能定時器全局中斷后在stm32f4xx_it.c中自動生成了TIM4的中斷處理函數(shù)TIM4_IRQHandler

TIM4_IRQHandler調(diào)用了HAL庫的定時器中斷處理函數(shù)HAL_TIM_IRQHandler，這個函數(shù)負(fù)責(zé)處理所有的定時器相關(guān)中斷

通過判斷中斷來源及相關(guān)寄存器，最終輸出比較事件完成的回調(diào)函數(shù)為HAL_TIM_OC_DelayElapsedCallback()（或者是HAL_TIM_PWM_PulseFinishedCallback()） （注釋1），該函數(shù)為虛函數(shù)，需要用戶重新實現(xiàn)

如下圖所示為TIM4輸出比較中斷回調(diào)的具體函數(shù)調(diào)用流程

該實驗?zāi)繕?biāo)不需要動態(tài)修改輸出比較的參數(shù)，因此筆者這里沒有重新在tim.c中重新實現(xiàn)該回調(diào)函數(shù)

需要提醒的是，輸出比較事件完成時會同時進(jìn)入HAL_TIM_OC_DelayElapsedCallback()和HAL_TIM_PWM_PulseFinishedCallback()兩個回調(diào)函數(shù)中，因此請注意此實驗確保注釋掉PWM輸出實驗中HAL_TIM_PWM_PulseFinishedCallback函數(shù)體內(nèi)動態(tài)修改占空比的代碼，否則將達(dá)不到預(yù)期效果

3.2.3、添加其他必要代碼

最后只需要在主函數(shù)中啟動定時器 （注釋2），啟動輸出比較通道就可以實現(xiàn)本實驗?zāi)繕?biāo)，啟動代碼如下圖所示

源代碼如下

HAL_TIM_Base_Start(&htim4);
HAL_TIM_OC_Start(&htim4, TIM_CHANNEL_1);
HAL_TIM_OC_Start(&htim4, TIM_CHANNEL_2);
HAL_TIM_OC_Start_IT(&htim4, TIM_CHANNEL_3);
HAL_TIM_OC_Start_IT(&htim4, TIM_CHANNEL_4);

4、常用函數(shù)

/*啟動輸出比較通道*/
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_OC_Start(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel)
 
/*停止輸出比較通道*/
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_OC_Stop(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel)
 
/*以中斷方式啟動輸出比較通道*/
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_OC_Start_IT(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel)
 
/*停止以中斷方式啟動的輸出比較通道*/
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_OC_Stop_IT(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel)
 
/*輸出比較通道完成回調(diào)函數(shù)*/
void HAL_TIM_OC_DelayElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)

5、燒錄驗證

燒錄程序，上電單片機(jī)啟動后會發(fā)現(xiàn)開發(fā)板上的四個LED燈，按照綠、橙、紅和藍(lán)的順序依次點(diǎn)亮，然后不斷循環(huán)，實際現(xiàn)象如下圖所示

使用邏輯分析儀監(jiān)測TIM4的四個輸出通道引腳，可以看出TIM4的四個通道輸出的電平翻轉(zhuǎn)周期均為500ms，并且4個通道間每個通道均間隔100ms相繼翻轉(zhuǎn)狀態(tài)

6、注釋詳解

注釋1：在生成PWM波的實驗中提到其使用的中斷回調(diào)函數(shù)HAL_TIM_PWM_PulseFinishedCallback也可以換成輸出比較完成的回調(diào)函數(shù)HAL_TIM_OC_DelayElapsedCallback，因為筆者發(fā)現(xiàn)在HAL庫的定時器中斷處理函數(shù)HAL_TIM_IRQHandler中，這兩個函數(shù)是同時調(diào)用的，也就是說調(diào)用函數(shù)1，函數(shù)2也會跟著調(diào)用，所以筆者認(rèn)為兩個都可以使用

注釋2：筆者發(fā)現(xiàn)在啟動輸出比較/輸入捕獲/PWM輸出時，可以不調(diào)用定時器啟動函數(shù)，執(zhí)行HAL_TIM_xx_Start/HAL_TIM_xx_Start_IT函數(shù)時會自動啟動定時器；另外HAL_TIM_OC_Start/HAL_TIM_OC_Start_IT兩個輸出比較啟動函數(shù)和HAL_TIM_PWM_Start/HAL_TIM_PWM_Start_IT兩個PWM輸出啟動函數(shù)，除了函數(shù)名和一些注釋外其函數(shù)體內(nèi)的代碼一模一樣文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-777167.html

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