个人学习记录
一、新建工程
二、选择芯片型号
我使用的开发板是正点原子 STM32F103ZET6 核心板
三、配置时钟
开发板焊接了外部晶振，所以我 RCC(Reset and Cock Control) 配置选择了 Crystal/Ceramic Resonator（石英/陶瓷谐振器），配置完成后，右边的 Pinout view 里相关引脚就会被标绿。
外部高速时钟配置完成后，进入 Clock Configuration 选项，根据实际情况，将系统时钟配置为 72 MHz，配置步骤如下，最后按下回车，软件会自动调整分频和倍频参数。
四、配置调试模式
ST-Link 就是 Serial Wire 调试模式，一定要设置！！！
以前使用 M0 的芯片，不配置这个模式没出现问题，但现在这个型号，如果不配置 Serial Wire 模式，程序一旦通过 ST-Link 烧录到芯片中，芯片就再也不能被ST-Link 识别了。（后来我是通过 STMISP 工具烧录程序/擦除后才恢复正常的）
五、定时器（输入捕获）参数配置
我将 TIM2 的通道 1 作为输入捕获测试通道，STM32CubeMX 会默认配置 PA0 作为输入捕获的 IO 口（PA0 有该复用功能，且不需要重映像，所以自动将 PA0 设为 TIM_CH1 的 GPIO），定时器的参数设定如下图所示（输入捕获的配置可以不用改，默认捕获上升沿）：
分频系数为 72-1，意思就是 72 分频（0表示 1 分频，1 表示 2 分频，以此类推），TIM2 的时钟频率为 72 MHz（下图中，APB1 Timer clocks 的时钟频率为 72MHz，TIM2 挂载在 APB1 上）。将其进行 72 分频后，频率变成了 1MHz，即每秒计数 1000000 次。周期设置为 1000-1（这里要减一，应该是因为计数值最小为 0），代表着一个完整的计时周期为 1000 次计数，结合定时器计数频率，定时器一次计时溢出所需的时间为 1ms。【频率决定了输入捕获的捕获周期，计时值设为 1000 只是为了方便计算】
输入捕获需要开启定时器的中断，无论是计时溢出还是输入捕获都需要使用到中断。
六、生成 Keil 工程
设置 IDE 和 工程目录及名称：
将每种外设的代码存放到不同的 .c /.h 文件中，便于管理（不然都会被放到 main.c 中）。
下面是生成 Keil 工程中关于 TIM2（输入捕获）初始化的代码：
/* TIM2 init function */
void MX_TIM2_Init(void)
{
/* USER CODE BEGIN TIM2_Init 0 */
/* USER CODE END TIM2_Init 0 */
TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};
TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
TIM_IC_InitTypeDef sConfigIC = {0};
/* USER CODE BEGIN TIM2_Init 1 */
/* USER CODE END TIM2_Init 1 */
htim2.Instance = TIM2;
htim2.Init.Prescaler = 72 - 1;
htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
htim2.Init.Period = 1000 - 1;
htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
htim2.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
if (HAL_TIM_Base_Init(&htim2) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;
if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim2, &sClockSourceConfig) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
if (HAL_TIM_IC_Init(&htim2) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim2, &sMasterConfig) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
sConfigIC.ICPolarity = TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING;
sConfigIC.ICSelection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;
sConfigIC.ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
sConfigIC.ICFilter = 0;
if (HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&htim2, &sConfigIC, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/* USER CODE BEGIN TIM2_Init 2 */
/* USER CODE END TIM2_Init 2 */
}
七、中断函数写在哪
在使用标准库时，我们是将中断处理写在最底层的中断处理函数中，如 EXTI0_IRQHandler()，但 Hal 库增加了回调函数，将中断底层一些必要的操作 “隐藏” 了起来（如清除中断）。
中断的调用顺序是（以 EXTI0 为例）：EXTI0_IRQHandler() —> HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler() —> HAL_GPIO_EXTI_Callback()。
TIM2 的中断服务函数已经在 stm32f1xx_it.c 中定义（STM32CubeMX 自动生成的）
/**
* @brief This function handles TIM2 global interrupt.
*/
void TIM2_IRQHandler(void)
{
/* USER CODE BEGIN TIM2_IRQn 0 */
/* USER CODE END TIM2_IRQn 0 */
HAL_TIM_IRQHandler(&htim2);
/* USER CODE BEGIN TIM2_IRQn 1 */
/* USER CODE END TIM2_IRQn 1 */
}
HAL_TIM_IRQHandler() 是 HAL 库的定时器总中断，里面代码很多，这里不展示，我们只需要知道一点——当 TIM2 计数值溢出或发生其他事件（如捕获到上升/下降沿信号）时，系统会执行一系列的中断回调函数，其中包括我们将要用到的 计数溢出回调函数HAL_TIM_PeriodElapsedCallback() 和 输入捕获回调函数HAL_TIM_IC_CaptureCallback()。
八、测试示例
实验中用到了串口，上文配置中没提及，串口配置可以参考 STM32CubeMx 学习（2）USART 串口实验
我的实验代码的核心部分为中断回调函数：
// 定时器计数溢出中断处理回调函数
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
if(IC_DONE_FLAG == 0) // 未完成捕获
{
if(IC_START_FLAG == 1) // 已经捕获到了高电平
{
IC_TIMES++; // 捕获次数加一
}
}
}
//定时器输入捕获中断处理回调函数
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)// 捕获中断发生时执行
{
if(IC_DONE_FLAG == 0) // 未完成捕获
{
if(IC_START_FLAG == 1) // 原来是高电平，现在捕获到一个下降沿
{
IC_VALUE = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_1); // 获取捕获值
TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(htim,TIM_CHANNEL_1); // 先清除原来的设置
TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(htim,TIM_CHANNEL_1,TIM_ICPOLARITY_RISING);// 配置为上升沿捕获
IC_START_FLAG = 0; // 标志复位
IC_DONE_FLAG = 1; // 完成一次高电平捕获
}
else // 捕获还未开始，第一次捕获到上升沿
{
IC_TIMES = 0; // 捕获次数清零
IC_VALUE = 0; // 捕获值清零
IC_START_FLAG = 1; // 设置捕获到了上边沿的标志
TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(htim,TIM_CHANNEL_1); // 先清除原来的设置
TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(htim,TIM_CHANNEL_1,TIM_ICPOLARITY_FALLING);// 配置为下降沿捕获
}
__HAL_TIM_SET_COUNTER(htim,0); // 定时器计数值清零
}
}
完整 main.c
/* USER CODE BEGIN Header */
/**
******************************************************************************
* @file : main.c
* @brief : Main program body
******************************************************************************
* @attention
*
* Copyright (c) 2022 STMicroelectronics.
* All rights reserved.
*
* This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
* in the root directory of this software component.
* If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
*
******************************************************************************
*/
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "tim.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"
#include <stdio.h>
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
/* USER CODE END Includes */
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
/* USER CODE END PTD */
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD */
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */
/* USER CODE END PM */
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PV */
uint32_t IC_TIMES; // 捕获次数，单位1ms
uint8_t IC_START_FLAG; // 捕获开始标志，1：已捕获到高电平；0：还没有捕获到高电平
uint8_t IC_DONE_FLAG; // 捕获完成标志，1：已完成一次高电平捕获
uint16_t IC_VALUE; // 输入捕获的捕获值
/* USER CODE END PV */
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */
/* USER CODE END PFP */
/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
/* USER CODE END 0 */
/**
* @brief The application entry point.
* @retval int
*/
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
uint32_t time = 0;
/* 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_TIM2_Init();
MX_USART1_UART_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2,TIM_CHANNEL_1); //开启TIM2的捕获通道1
__HAL_TIM_ENABLE_IT(&htim2,TIM_IT_UPDATE); //使能更新中断
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
HAL_Delay(10);
if(IC_DONE_FLAG == 1) // 如果完成一次高电平捕获
{
IC_DONE_FLAG = 0; // 标志清零
time = IC_TIMES * 1000; // 脉冲时间为捕获次数 * 1000us
time += IC_VALUE; // 加上捕获时间（小于1ms的部分）
printf("High level: %d us\n", time);
}
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
}
/**
* @brief System Clock Configuration
* @retval None
*/
void SystemClock_Config(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
/** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
* in the RCC_OscInitTypeDef structure.
*/
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
*/
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
/* USER CODE BEGIN 4 */
// 定时器计数溢出中断处理回调函数
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
if(IC_DONE_FLAG == 0) // 未完成捕获
{
if(IC_START_FLAG == 1) // 已经捕获到了高电平
{
IC_TIMES++; // 捕获次数加一
}
}
}
//定时器输入捕获中断处理回调函数
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)// 捕获中断发生时执行
{
if(IC_DONE_FLAG == 0) // 未完成捕获
{
if(IC_START_FLAG == 1) // 原来是高电平，现在捕获到一个下降沿
{
IC_VALUE = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_1); // 获取捕获值
TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(htim,TIM_CHANNEL_1); // 先清除原来的设置
TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(htim,TIM_CHANNEL_1,TIM_ICPOLARITY_RISING);// 配置为上升沿捕获
IC_START_FLAG = 0; // 标志复位
IC_DONE_FLAG = 1; // 完成一次高电平捕获
}
else // 捕获还未开始，第一次捕获到上升沿
{
IC_TIMES = 0; // 捕获次数清零
IC_VALUE = 0; // 捕获值清零
IC_START_FLAG = 1; // 设置捕获到了上边沿的标志
TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(htim,TIM_CHANNEL_1); // 先清除原来的设置
TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(htim,TIM_CHANNEL_1,TIM_ICPOLARITY_FALLING);// 配置为下降沿捕获
}
__HAL_TIM_SET_COUNTER(htim,0); // 定时器计数值清零
}
}
/* USER CODE END 4 */
/**
* @brief This function is executed in case of error occurrence.
* @retval None
*/
void Error_Handler(void)
{
/* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
/* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
__disable_irq();
while (1)
{
}
/* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}
#ifdef USE_FULL_ASSERT
/**
* @brief Reports the name of the source file and the source line number
* where the assert_param error has occurred.
* @param file: pointer to the source file name
* @param line: assert_param error line source number
* @retval None
*/
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
/* USER CODE BEGIN 6 */
/* User can add his own implementation to report the file name and line number,
ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
/* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */
实验效果：
PA0 对应我开发板上的一个按键，当轻触（未按下）该按键时，串口会不停打印一些无用的高电平持续时间，这些无用脉冲的持续时间很接近， 都是 10ms 左右，说明按键的抖动电平持续时间大约为 10ms。
当长按按键，再松开，就会打印按键按下的时间，比如下图两个被红圈圈中的数据，第一次的高电平持续时间为4.35s，第二次高电平持续时间为 1.59s。
