STM32 定时器（定时中断 & PWM 控制 LED 亮度）

STM32 定时器（TIM）可用于 精准定时、PWM 产生、编码器读取、输入捕获 等。本文介绍 定时中断（Timer Interrupt） 和 PWM（Pulse Width Modulation） 控制 LED 亮度。

1. STM32 定时器简介

STM32 定时器分为四类：

定时器类型	功能	示例
基础定时器（Basic Timer）	仅定时	TIM6、TIM7
通用定时器（General Timer）	定时、PWM、输入捕获	TIM2、TIM3、TIM4、TIM5
高级定时器（Advanced Timer）	高级 PWM（死区、互补输出）	TIM1、TIM8
看门狗定时器（Watchdog Timer）	超时复位	IWDG、WWDG

💡 常用定时器：

TIM2/TIM3/TIM4：通用定时器，支持 定时中断 & PWM
TIM1：高级定时器，支持 互补 PWM（用于电机控制）

2. 定时中断（Timer Interrupt）

定时中断可用于 定时任务，如 LED 闪烁、周期采样、系统时钟。

📌 2.1 STM32CubeMX 配置

选择 TIM3（通用定时器）
Mode 设为 "Internal Clock"
Prescaler（预分频） 设置为 7999
Counter Period（计数周期） 设为 9999
NVIC 使能中断

📌 计算定时周期：

$定时周期=(ARR+1)×(PSC+1)时钟频率\text{定时周期} = \frac{(\text{ARR} + 1) \times (\text{PSC} + 1)}{时钟频率}$

例如：

$(9999+1)×(7999+1)72MHz=1s\frac{(9999+1) \times (7999+1)}{72MHz} = 1s$

👉 定时 1 秒触发一次中断

📌 2.2 代码实现

（1）初始化定时器

void MX_TIM3_Init(void) {
    htim3.Instance = TIM3;
    htim3.Init.Prescaler = 7999;  // 预分频
    htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
    htim3.Init.Period = 9999;  // 计数周期
    htim3.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
    HAL_TIM_Base_Init(&htim3);
    HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3); // 启动定时器中断
}

（2）定时中断回调

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) {
    if (htim->Instance == TIM3) {
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_13);  // 翻转 LED 状态
    }
}

📌 每 1 秒 LED 亮灭一次。

📌 2.3 启动定时器

HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3);  // 启动 TIM3 定时中断

📌 2.4 关闭定时器

HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim3);

3. PWM 控制 LED 亮度

PWM（脉宽调制）用于 LED 亮度控制、舵机控制、电机调速。

📌 3.1 STM32CubeMX 配置

选择 TIM2（通用定时器）
Channel1 设为 PWM 模式
设置 Prescaler=71，Period=999
引脚配置
- PA0（TIM2_CH1）：PWM 输出（连接 LED）

📌 PWM 频率计算：

$PWM 频率=时钟频率(PSC+1)×(ARR+1)\text{PWM 频率} = \frac{\text{时钟频率}}{(\text{PSC} + 1) \times (\text{ARR} + 1)}$

如：

$72MHz(71+1)×(999+1)=1KHz\frac{72MHz}{(71+1) \times (999+1)} = 1KHz$

📌 3.2 代码实现

（1）初始化 PWM

void MX_TIM2_Init(void) {
    htim2.Instance = TIM2;
    htim2.Init.Prescaler = 71;  // 预分频
    htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
    htim2.Init.Period = 999;  // 自动重装值
    htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
    HAL_TIM_PWM_Init(&htim2);

    TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};
    sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
    sConfigOC.Pulse = 500;  // 初始占空比 50%
    sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
    HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim2, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1);
}

（2）启动 PWM

HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);

（3）修改 LED 亮度

__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_1, 700);  // 占空比 70%

📌 值越大，LED 越亮

（4）渐变 LED 亮度

for (uint16_t i = 0; i < 1000; i += 10) {
    __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_1, i);
    HAL_Delay(10);
}

📌 LED 亮度逐渐变化

4. 总结

✅ 定时中断（Timer Interrupt）用于周期任务，如 LED 闪烁、定时采样
✅ PWM 通过调节占空比，实现 LED 亮度调节、电机调速
✅ 结合定时器 + PWM，可实现智能控制，如呼吸灯、自动调节亮度

🚀 建议新手先实现 LED 闪烁，再进阶学习 PWM 控制！

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定时器（定时中断、PWM 输出控制 LED 亮度）