基本定时器
一、实验目的
1.cubemx工程配置，
2定时器用户代码实现
二、实验内容
利用基本定时完成1s延时，并打印相关内容的输出
三、实验原理及说明
STM32F1 的通用定时器是一个通过可编程预分频器（PSC）驱动的 16 位自动装载计数器（CNT）构成。STM32 的通用定时器可以被用于：测量输入信号的脉冲长度(输入捕获)或者产生输出波形(输出比较和 PWM)等。 使用定时器预分频器和 RCC 时钟控制器预分频器，脉冲长度和波形周期可以在几个微秒到几个毫秒间调整。STM32 的每个通用定时器都是完全独立的，没有互相共享的任何资源。
STM3F1 的通用 TIMx (TIM2、TIM3、TIM4 和 TIM5)定时器功能包括：
1)16 位向上、向下、向上/向下自动装载计数器（TIMx_CNT）。
2)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。
3）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
4）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。
5）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
四、实验设备
一套STM32实验设备、头歌实践教学平台。
五、实验步骤
1.1 双击打开软件 stm32cubemx。
1.2 开始创建工程,本次实训采用的开发板MCU型号为STM32F103C8T6,所以直接根据MCU配置工程，打开软件后选择 access to mcu selector。
1.3 搜索芯片STM32F103C8T6，并选择芯片型号 STM32F103C8T6 ，并点击“start project”创建工程。
1.4 芯片选择完成后，进入配置界面，配置分为如下几类：
a) System Core 用于配置MCU核心功能，如时钟，中断，调试接口等；
b) Analog 用于配置MCU的ADC功能；
c) Timers 用于配置MCU的定时器；
d) Connectivity 用于配置MCU外设接口，如SPI，USART，CAN等；
e) Computing 用于配置MCU的CRC校验
f) Middleware 用于配置MCU的中间件，如文件系统，实时操作系统等； 学院可以根据实际需要，选择相应的功能配置，过程如下： 展开“system core”标签，找到“SYS"选项，在右边选择如图所示配置调试接口为JTAG 5脚接口，如果是其他接口，按照需要选择，配置完成后，右边的MCU预览图相应管脚会显示为绿色。
1.5 切换到”RCC“标签，配置系统时钟，本实验用到的开发板主时钟使用8MHz晶振，备份域时钟使用32.768kHz时钟,分别接在MCU的相应引脚上，所以在配置的时候HSE（高速外部时钟）选择使用外部晶振（crystal），LSE（低速外部时钟）选择使用外部晶振（crystal），具体如图所示。
1.6 切换到“Connectivity”标签，在实验过程中需要使用串口打印信息，所以需要配置串口功能，此处选择USART1，配置为异步通信，其他参数（奇偶校验，波特率等）使用默认即可，按照如图所示配置“USART1”。
到此，MCU核心功能的相关配置完成，接下来配置用户代码部分。
用户代码目前用到的主要是针对基本输入输出端口的配置，主要如下：
a) GPIO_Input 配置为输入端口，同时可选择上拉或者下拉，用于获取IO电平
b) GPIO_Output 配置为输出端口，同时可选择上拉或者下拉，用于输出高低电平
c) GPIO_Analog 配置为模拟功能，主要用于ADC采集使用
d) GPIO_EXIT 配置为外部中断模式，同时可选择上拉或者下拉
1.7 鼠标定位到右侧MCU引脚图，选择PB12和PB13引脚，单击相应引脚，开发板的按键连接到此IO引脚，故将其配置成输入，同时使用中断方法检测按键，故需要使能外部中断，为了同时检测上升沿与下降沿，需要选择GPIO mode为“Rising/Falling Edge”，具体如图所示配置：
1.8 切换到“System Core”的“GPIO”标签，找到刚才配置的GPIO引脚PB12，按如图所示配置名称和引脚，名称输入“KEY2”,相当于在生成的工程项目中为此IO口添加宏定义，便于程序阅读和维护。
按照同样的方法配置PB13引脚，最后如图所示
以上为按键部分的配置，接下来添加LED部分的配置，LED输出电平控制LED的亮灭，所以需要配置为输出模式，同时从原理图知道，每个LED都自带上拉电阻，所以不需要再使用内部上拉或者下拉，为了同时能输出高低电平，需要配置为推挽输出，即“push pull”，为了保证默认状态下LED为熄灭状态，设置“GPIO Output level”为“High",具体如图所示：
以下为定时器配置
定时器模式配置部分说明，如下所示：
Slave Mode：用于使能主从模式，本次不需要
Triger Source：用于设置触发源，本次不需要
Clock Source：用于设置定时器时钟源，此处设置为内部时钟源
Channel1~4：用于设置定时器捕获与输出通道，本次不需要
Combined Channels：设置混合功能，如互补PWM输出
定时器参数设置说明，如下所示:
Prescaler (PSC - 16 bits value):设置时钟分频
Counter Mode：设置计数模式（向上，向下，中间）
Counter Period：定时周期
Internal Clock division：设置内部时钟分频
Auto-Reload：自动重装载使能设置
后面为定时器触发相关设置，本次用不到；
1.9 切换到“System Core”的“NVIC”标签,由于需要使用外部中断，所以要使能中断，并配置中断优先级，中断优先级使用默认就可以，找到外部中断，并使能，其他中断相关配置可以先不用理会，后续使用到了会详细说明，同时使能定时器TIM2中断，配置如图所示
1.10 切换到 “Clock configuration”,结合HSE（高速外部时钟）和LSE（低速外部时钟），设置MCU系统时钟为72MHz，GPIO时钟使用APB2的时钟，时钟部分将在后续章节讲解，目前按如下配置。
以上为用户代码部分的配置，由于本次实验只用到了GPIO口相关的操作，所以只需要配置GPIO口相关的部分，以下为串口相关的配置。
本课程所有的实验据使用stm32cubeIDE编译，由于该集成开发环境不带有串口输出功能，所以为了实现串口输出，需要将串口重映射到之前配置的“USART1”，以下为串口重映射相关的操作，具体会在串口相关章节讲解。
1.11 配置工程并生成代码，输入工程名称“project",具体如图所示。
切换到”code generator“标签，按如图所示生成代码。
1.12 打开STM32CubeIDE，打开之前生成的工程。
点击”File--> open project from file system......”。
1.13 找到生成文件的文件夹，并打开
1.14 按下右边的标签“MX",即可显示项目文件。
1.15 为项目添加一个C语言源文件，命名为“retarget.c”，如图所示
在文件中添加如下代码：
#include "retarget.h"
#include <_ansi.h>
#include <_syslist.h>
#include <errno.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/times.h>
#include "retarget.h"
#include <stdint.h>
//#include "usart.h"
#if !defined(OS_USE_SEMIHOSTING)
#define STDIN_FILENO 0
#define STDOUT_FILENO 1
#define STDERR_FILENO 2
UART_HandleTypeDef *gHuart;
void RetargetInit(UART_HandleTypeDef *huart)
{
gHuart = huart;
/* Disable I/O buffering for STDOUT stream, so that
* chars are sent out as soon as they are printed. */
setvbuf(stdout, NULL, _IONBF, 0);
}
int _isatty(int fd)
{
if (fd >= STDIN_FILENO && fd <= STDERR_FILENO)
return 1;
errno = EBADF;
return 0;
}
int _write(int fd, char *ptr, int len)
{
HAL_StatusTypeDef hstatus;
if (fd == STDOUT_FILENO || fd == STDERR_FILENO)
{
hstatus = HAL_UART_Transmit(gHuart, (uint8_t *) ptr, len, HAL_MAX_DELAY);
if (hstatus == HAL_OK)
return len;
else
return EIO;
}
errno = EBADF;
return -1;
}
int _close(int fd)
{
if (fd >= STDIN_FILENO && fd <= STDERR_FILENO)
return 0;
errno = EBADF;
return -1;
}
int _lseek(int fd, int ptr, int dir)
{
(void) fd;
(void) ptr;
(void) dir;
errno = EBADF;
return -1;
}
int _read(int fd, char *ptr, int len)
{
HAL_StatusTypeDef hstatus;
if (fd == STDIN_FILENO)
{
hstatus = HAL_UART_Receive(gHuart, (uint8_t *) ptr, 1, HAL_MAX_DELAY);
if (hstatus == HAL_OK)
return 1;
else
return EIO;
}
errno = EBADF;
return -1;
}
int _fstat(int fd, struct stat *st)
{
if (fd >= STDIN_FILENO && fd <= STDERR_FILENO)
{
st->st_mode = S_IFCHR;
return 0;
}
errno = EBADF;
return 0;
}
#endif //#if !defined(OS_USE_SEMIHOSTING)
1.16 为项目添加一个C语言头文件，命名为“retarget.h”，如图所示
添加头文件代码如下：
#ifndef FIRMWARE_RETARGET_H
#define FIRMWARE_RETARGET_H
#ifndef _RETARGET_H__
#define _RETARGET_H__
#include "stm32f1xx_hal.h"
#include <sys/stat.h>
#include <stdio.h>
void RetargetInit(UART_HandleTypeDef *huart);
int _isatty(int fd);
int _write(int fd, char *ptr, int len);
int _close(int fd);
int _lseek(int fd, int ptr, int dir);
int _read(int fd, char *ptr, int len);
int _fstat(int fd, struct stat *st);
#endif //#ifndef _RETARGET_H__
#endif //FIRMWARE_RETARGET_H
1.17 打开项目文件Core->Src->syscalls.c，为避免重定义，将以下几行注释：
1.18 打开项目文件Core->Src->main.c ，在如下位置添加一行代码实现串口重映射初始化，如图所示：
以上是为了打印调试信息添加的串口重映射配置，下面开始实现任务代码部分
1.19 打开项目文件Core->Src->tim.c，在如下位置添加代码，如图所示：
打开项目文件Core->Src->main.c，在如下位置添加代码，如图所示：
1.20 编译项目，并将生成的hex文件下载到开发板，观察现象。
任务代码
需要准时定时1s需要配置下面的的两个空的参数
测试说明
定时器设定定时时间为1s，1s时间到了之后就会打印 timer 1s elapsed
