本文主要是介绍“每一次的感应，都是对环境的温柔拥抱。”#STM32项目二 《感应开关盖垃圾桶》【上】，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
“每一次的感应，都是对环境的温柔拥抱。”#STM32项目二 《感应开关盖垃圾桶》【上】
- 前言
- 预备知识
- 1.定时器介绍1
- 1.1软件延时的优缺点
- 1.2定时器工作原理
- 1.3定时器的分类
- 1.4 STM32F103C8T6定时器资源
- 1.5通用定时器介绍
- 2.定时器介绍2
- 2.1定时器计数模式
- 2.2定时器时钟源
- 2.3定时器溢出计算公式：
- 3.使用定时器中断点亮LED灯
- 3.1实验需求
- 3.2配置工程
- 3.3编程实现实验需求
- 4.PWM概述
- 4.1 STM32F103C8T6 PWM资源
- 4.2 PWM输出模式
- 4.3 PWM周期与频率
- 4.4 PWM占空比
- 5. PWM实现呼吸灯效果
- 5.1实验需求
- 5.2实验原理
- 5.3配置工程
- 5.4编程实现实验需求
- 结束语
前言
本篇博文介绍的是基于STM32F103C8T6单片机第二个项目《感应开关盖垃圾桶》，包含定时器介绍1，定时器介绍2，使用定时器中断点亮LED灯，PWM概述，PWM实现呼吸灯效果。看到这篇博文的朋友，可以先赞再看吗？
预备知识
一、基本电路标识识别和接线，例如VCC,GND。
二、电脑基本操作复制粘贴
三、分文件编程
四、C变量
五、基本输入输出
六、流程控制
七、函数
八、指针
如果以上知识不清楚，请自行学习后再来浏览。如果我有没例出的，请在评论区写一下。谢谢啦！
1.定时器介绍1
1.1软件延时的优缺点
- 优点：
简单易实现：软件延时通常只需要编写一小段代码，通过循环或者延时函数即可实现，不需要额外的硬件资源。
对硬件要求低：软件延时不需要专门的硬件支持，只需要有基本的CPU运算能力即可。
灵活性高：软件延时可以根据需要进行调整，可以很容易地改变延时的时间长度。
节省成本：由于不需要额外的硬件资源，软件延时可以在很大程度上节省硬件成本。
- 优点：
占用CPU资源：在软件延时期间，CPU需要一直执行延时代码，无法执行其他任务，这会导致CPU资源的浪费。
影响系统性能：如果大量使用软件延时，会导致系统实时性变差，因为CPU在等待延时期间无法处理其他任务。
精度受限：软件延时的精度可能受到操作系统调度、中断等因素的影响，不如硬件延时精确。
void Delay500ms() //@11.0592MHz
{unsigned char i, j, k;_nop_();i = 4;j = 129;k = 119;do{do{while (--k);} while (--j);} while (--i);
}
1.2定时器工作原理
- 时基的定义：
**时基是一个时间显示的基本单位，也可以理解为时间基准。**它在不同的领域有不同的应用。
在电子线路中，时基主要用来表示数字电路中的基准时钟，例如在示波器中，时基表示示波器上横轴一大格波形所占据的时间。时基决定了示波器相对采样率的大小，也在一定程度上决定了示波器显示波形与原波形的相符合程度。
在计算机系统中，时基是用来衡量时间的基准，用于同步和计时以实现各种功能。时基的类型有多种，如硬件时钟、系统时钟等，它们各自在计算机系统中扮演不同的角色。时基的准确性对计算机系统的稳定性和准确性至关重要，它可以用来实现操作系统对不同进程的调度、对外部事件的响应等，同时在信息传输、网络通信等方面也发挥重要作用。
此外，时基也可以指时间词中的“年、月、日、天”等语素，这些语素标明了计时的基准。
- 定时器工作原理：
使用精准的时基，通过硬件的方式，实现定时器功能。定时器核心就是计数器。
1.3定时器的分类
- 基本定时器（
TIM6~TIM7），STM32单片机内部数量少，也用得少。 - 通用定时器（
TIM2~TIM5），STM32单片机内部数量多，用得也多。 - 高级定时器（
TIM1和TIM8），STM32单片机内部数量少，也用得少。
1.4 STM32F103C8T6定时器资源
1.5通用定时器介绍
- 16 位向上、向下、向上/向下自动装载
计数器（TIMx_CNT）。 - 16 位可编程(可以实时修改)
预分频器(TIMx_PSC)，计数器时钟频率的分频系数为1～65535之间的
任意数值。 4 个独立通道（TIMx_CH1~4），这些通道可以用来作为：
A．输入捕获
B．输出比较
C．PWM 生成(边缘或中间对齐模式)
D．单脉冲模式输出- 可使用
外部信号（TIMx_ETR）控制定时器和定时器互连（可以用1 个定时器控制另外一个定时器）
的同步电路。 - 如下事件发生时产生
中断/DMA：
A．更新：计数器向上溢出/向下溢出，计数器初始化(通过软件或者内部/外部触发)
B．触发事件(计数器启动、停止、初始化或者由内部/外部触发计数)
C．输入捕获
D．输出比较
E．支持针对定位的增量(正交)编码器和霍尔传感器电路
F．触发输入作为外部时钟或者按周期的电流管理
2.定时器介绍2
2.1定时器计数模式
| 计数模式 | 计数溢出值 | 计数重装值 |
|---|---|---|
| 向上计数 | CNT = ARR | CNT = 0 |
| 向下计数 | CNT = 0 | CNT = ARR |
| 中心对齐计数 | CNT = ARR - 1 | CNT = ARR |
| CNT = 1 | CNT = 0 |
2.2定时器时钟源
2.3定时器溢出计算公式：
例如，要定时500ms，则：PSC=7199，ARR=4999，Tclk=72M
3.使用定时器中断点亮LED灯
3.1实验需求
使用定时器中断方法，每500ms翻转一次LED1和LED2的状态
3.2配置工程
- 配置RCC，如下步骤
- 配置时序框图，如下图步骤。
- 配置GPIO口，如下图步骤。
- 将配置PB8默认输出高电平，PB9默认输出低电平。实现LED1默认关闭，LED2默认打开。
- 定时器介绍，如下图。
- 配置定时器2，如下图步骤。
- 定时器溢出参数介绍。
- 配置定时器溢出参数，如下图步骤。
- 打开定时器中断，如下图步骤。
- 配置工程基本信息，如下图步骤。
- 配置生成工程必要文件，如下图步骤。
- 生成工程，如下图步骤。
3.3编程实现实验需求
- 找到MX_TIM2_Init();函数体，确认htim2中什么元素接收定时器模式。
- 找到定时器中断服务函数，实现每隔0.5秒亮灭LED灯
- 修改定时器中断服务函数，实现每隔0.5秒亮灭LED灯。
- 修改思路看代码注释
- 定时器中断服务函数代码
//发生定时器中断，立马进入定时器中断服务函数
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
//一根定时器中断线上有很多中断源//检测定时器2中断源if(htim->Instance == TIM2){//检测到定时器2中断源后进行LED1和LED2状态的翻转HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_8);HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_9);}
}
- 在主函数中调用启动定时器函数
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);
4.PWM概述
4.1 STM32F103C8T6 PWM资源
- 高级定时器（TIM1）：7路
- 通用定时器（TIM2~TIM4）；各4路
4.2 PWM输出模式
- PWM模式1：
在向上计数时，一旦 CNT < CCRx 时输出为有效电平，否则为无效电平； 在向下计数时，一旦 CNT > CCRx 时输出为无效电平，否则为有效电平。 - PWM模式2：
在向上计数时，一旦 CNT < CCRx 时输出为无效电平，否则为有效电平； 在向下计数时，一旦 CNT > CCRx 时输出为有效电平，否则为无效电平。
4.3 PWM周期与频率
4.4 PWM占空比
由TIMx_CCRx寄存器决定。
5. PWM实现呼吸灯效果
5.1实验需求
使用PWM点亮LED1和LED2实现交叉呼吸灯效果
5.2实验原理
- LED灯越来越亮和越来越暗的原理是：
由不同的占空比决定。 - 使用公式计算周期和频率：
例如2KHz，则：PSC=71，ARR=499 LED1连接到定时器4的3通道，LED2连接到定时器4的4通道。参考手册内容
5.3配置工程
- 配置SYS，如下图步骤。
- 配置RCC，如下图步骤。
- 配置时序框图，如下图步骤。
- 配置LED1相应引脚输出PWM波，如下图步骤。
- 配置LED2相应引脚输出PWM波，如下图步骤。
- 根据公式，配置定时器溢出值，使产生2000Hz的PWM波。如下图步骤。
- PWM输出参数理解
- 设置LED1和LED2相应引脚PWM输出参数有效电平为低电平，如下图步骤。
- 配置工程基础信息，如下图步骤。
- 配置生成工程必要文件，如下图步骤。
- 生成工程，如下图步骤。
5.4编程实现实验需求
- 定义LED1和LED2的占空比变量，定义PWM方向变量。
uint16_t pwmVal1 = 0; //调整 LED1 PWM 占空比
uint16_t pwmVal2 = 500; //调整 LED2 PWM 占空比
uint8_t dir = 1; //设置改变方向。1：占空比变大；0：占空比变小
- 在定时器初始化函数后面打开定时器4通道3(LED1)和通道4(LED2)的PWM
//打开定时器4通道3和通道4的PWM
HAL_TIM_PWM_Start(&htim4,TIM_CHANNEL_3);
HAL_TIM_PWM_Start(&htim4,TIM_CHANNEL_4);
- 循环实现呼吸灯效果思路请看代码注释。
while (1){/* USER CODE END WHILE *///延时1毫秒，防止灯一直灭HAL_Delay(1);//检测占空比变大方向if(dir) {pwmVal1++; //LED1逐渐变亮pwmVal2--; //LED2逐渐变暗}else //占空比变小方向{pwmVal1--; //LED1逐渐变暗pwmVal2++; //LED2逐渐变亮}if(pwmVal1 > 500) //当LED1达到最亮，就让LED1逐渐变暗；当LED2达到最暗，就让LED1逐渐变亮{dir = 0;}else if(pwmVal1 == 0) //当LED1达到最暗，就让LED1逐渐变亮；当LED2达到最亮，就让LED1逐渐变暗{dir = 1;}//修改占空比的值，修改比较值，实现LED灯的呼吸效果__HAL_TIM_SetCompare(&htim4,TIM_CHANNEL_3,pwmVal1);__HAL_TIM_SetCompare(&htim4,TIM_CHANNEL_4,pwmVal2);/* USER CODE BEGIN 3 */}
结束语
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