功率監測與控制系統DIY——搭建環境，定時器翻轉LED

1   任務目標

使用單片機定時器實現1s翻轉LED驗證開發板時鐘晶振是否正確

2   開發工具

STM32支持的開發環境很多，我現在中意下面的組合：

●   STM32CubeMX圖形化配置、生成工程；

●   STM32CubeCLT意法半導體退出的一體化、多操作系統支持的命令行工具，主要面向第三發集成開發環境提供商，允許他們在自己的IDE框架內集成對STM32微控制器的支持，包括代碼編譯、燒錄、調試等功能；

●   CLion 一個功能強大的且智能化的C/C++開發環境，具有高效的代碼編輯、調試和項目管理能力；

●   STM32CubeIDE/Keil MDK/IAR曾經非常流行的STM32開發環境，這里不做介紹；

分別安裝STM32CubeMX/STM32CubeCLT以及CLion，然后再Clion 中新建STM32CubeMX 工程。

在CLion 中第一次新建STM32CubeMX，還需要配置STM32CubeMX和STM32CubeCLT工具路徑，下圖中（2）出點擊“編輯”分別選擇對應的路徑即可。

●   下圖在SDK目錄中新建一個工程；

●   STM32CubeMX和STM32CubeCLT工具檢測OK；

●   啟動STM32CubeMX配置工程，導出CMake工程即可

●   然后CLion打開剛才生成的工程目錄即可，自動加載CMakeLists.txt并配置工程

第一次打開CMakeLists.txt工程，彈出下面的配置對話框，一般選擇Debug類型即可

3   ST-Link固件升級

第一次調試工程，彈出ST-Link固件升級提示，按照下面的提示操作，升級固件通過。

點擊右下角的YES開始升級固件

固件升級成功

升級后固件版本號變了

4   用戶LED

LED是指用戶LED，即板子上的綠色LD2，對應PA5，原理圖如下：

4.1 定時器

這里使用定時器1，配置如下：

●   時鐘源，選擇Internal Clock（TIM1 位于APB2 Timer Clock）

●   預分頻為1000-1

●   向上計數模式

●   計數周期10000-1

4.2 為什么這么設置預分頻和計數周期呢？

因為參考手冊中STM32F411xx的TIM1位于APB2 Timer clock 上，見下圖。而且在時鐘樹中把APB2 Timer Clock 設置為100 MHz。

所以預分頻1000-1把TIM1時鐘頻率配置為100MHz/1000=100kHz

計數周期10000-1即0.1秒鐘產生中斷。【要實現1 秒鐘翻轉LED，需要計數10 次】

最后使能TIM1的中斷，中斷類型是TIM1 update interrupt and TIM10 global interrupt，表示定時器溢出產生中斷。

5   流程

●   主流程中初始化硬件（GPIO、UART2、TIM1）然后已開啟中斷的方式啟動TIM1

●   在TIM1的溢出中斷服務函數中層層調用到HAL_TIM_PeriodElapsedCallback() 函數，計數10 次達到1 秒鐘，翻轉用戶LD2

6 關鍵代碼

6.1 主函數

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_USART2_UART_Init();

  MX_TIM1_Init(); // 配置定時器TIM1

  /* USER CODE BEGIN 2 */

  HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim1);//啟動定時器TIM1

  /*USER CODE END 2 */

  /*Infinite loop */

  /*USER CODE BEGIN WHILE */

  while (1)

  {

    HAL_Delay(200);

    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */

  }

  /* USER CODE END 3 */

}

6.2 TIM1定時溢出回調函數

tim.c中新增加一個函數，定時器溢出回調函數HAL_TIM_PeriodElapsedCallback()中實現1秒鐘翻轉LED2

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)

{

  if (htim->Instance == htim1.Instance)//確保是特定的定時器實例（例如TIM1、TIM2 等）

    {

    tim_elapsed_cnt++;

    if (tim_elapsed_cnt % 10 == 0) 

    {

      HAL_GPIO_TogglePin(LD2_GPIO_Port, LD2_Pin);

    }

  }

}

7   實測演示

7.1 LD2閃爍

板子中心的綠色LD 每隔一秒鐘點亮、熄滅一次。

（本文來源于《EEPW》202507）