嵌入式基础-实验3

熟练掌握了STM32CubeMX引脚配置与代码生成。通过Keil仿真有效验证了代码逻辑的正确性。进一步熟悉中断配置与处理，提升系统响应效率。探索更加复杂的外设如UART、I2C以扩展应用范围。熟练掌握了STM32CubeMX引脚配置与代码生成。通过Keil仿真有效验证了代码逻辑的正确性。

m0_73985584

1031人浏览 · 2024-12-11 23:06:36

m0_73985584 · 2024-12-11 23:06:36 发布

嵌入式基础-定时器与PWM

文章目录

- - 嵌入式基础-定时器与PWM
一、任务1:通过定时器Timer方式实现LED等周期性地闪烁与串口发送
二、任务2:PWM实现LED呼吸灯的效果

一、任务1:通过定时器Timer方式实现LED等周期性地闪烁与串口发送

之前作业中的延时功能都是通过循环、delay/Hal_delay函数等实现，本次作业通过定时器Timer方式实现时间的精准控制，相当于给CPU上了一个闹钟，CPU平时处理其它任务，当定时时间到了以后，处理定时相关的任务。请设置一个5秒的定时器，每隔5秒从串口发送“hello windows！”；
同时设置一个2秒的定时器，让LED等周期性地闪烁，实现一个多任务并发运行的功能。思考，如果不采用定时器，如何同时完成上面两个周期性任务？

1. 硬件选型与引脚设置

选择STM32芯片型号： STM32F103C8T6
引脚设置：
- 配置GPIO端口，如图。

在这里插入图片描述

2.在STM32CubeMX上为芯片设置引脚、配置时钟，在Keil中生成代码

tm2，tm3配置:
Rcc:打开高速时钟:
NVIC:打开tm2，tm3中断与代码生成:
usart配置:

在这里插入图片描述

3. 时钟配置

开启HSE时钟： 72MHz外部晶振
配置时钟树： 确保系统时钟设置正确满足应用需求。

4. 代码生成

生成初始化代码： 点击“GENERATE CODE”，选择Keil uVision5作为工具链。

在这里插入图片描述

5. 编写Keil中的代码

5.1 查看工程

cubemx为我们生成了工程代码模版。

5.2 启动时钟

在 main中写入下面的函数开启时钟:

	HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);
	HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3);

在 main中写入下面的语句定义发送的内容:
```
	uint8_t hello[20]="hello windows！\r\n";
```
5.3编写定时器中断回调函数

在main.c中定义如下函数:

 void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
  {
  	static uint32_t time_cnt =0;
  	static uint32_t time_cnt3 =0;
  	if(htim->Instance == TIM2)
  	{
  		if(++time_cnt >= 400)
  		{
  			time_cnt =0;
  			HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_1);
  		}
  	}
  	if(htim->Instance == TIM3)
  	{
  		if(++time_cnt3 >= 1000)
  		{
  			time_cnt3 =0;
      HAL_UART_Transmit(&huart1,hello,20,100000);
  		}
  			

  	}

  }

6.分析代码部分

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) :

该函数为定时器的中断回调函数，当产生定时中断的时候，会自动调用这个函数。在函数内部定义了定时器的一个静态变量：time_cnt与定时器3 的time_cnt3。
例如time_cnt，当它大于等于100的时候，才会执行if里面的代码。也就是说需要发生400次中断，才会让LED的状态翻转。前面已经算过了，一次定时中断的时间是0.005秒，所以400次中断的时间是0.005400=2秒。也就是说每隔2秒，LED的状态翻转一次。
例如time_cnt3，当它大于等于1000的时候，才会执行if里面的代码。也就是说需要发生1000次中断，才会让串口发一次消息。0.0051000=5秒，符合题目要求。

7.电路板连接

在这里插入图片描述

8. 使用软件烧录

打开烧录软件,选择在keil中编译生成的Hex文件写入。

8.观察实验现象:

查看led状态:

可以看到led状态每两秒转换一次。

查看接收区:

可以看到每五秒发送一次数据。

9. 实验总结

总结要点：

熟练掌握了STM32CubeMX引脚配置与代码生成。
通过Keil仿真有效验证了代码逻辑的正确性。

反思与展望：

进一步熟悉中断配置与处理，提升系统响应效率。
探索更加复杂的外设如UART、I2C以扩展应用范围。

二、任务2:PWM实现LED呼吸灯的效果

使用TIM3和TIM4，分别输出一个PWM波形，PWM的占空比随时间变化，去驱动你外接的一个LED以及最小开发板上已焊接的LED（固定接在 PC13 GPIO端口），实现2个 LED呼吸灯的效果

1. 硬件选型与引脚设置

选择STM32芯片型号： STM32F103C8T6
引脚设置：
- 配置GPIO端口，如图。

2.在STM32CubeMX上为芯片设置引脚、配置时钟，在Keil中生成代码

sys配置:
tm3，tm4配置相同如下:

在这里插入图片描述

Rcc:打开高速时钟:

3. 时钟配置

开启HSE时钟： 8 MHz外部晶振
配置时钟树： 确保系统时钟设置正确满足应用需求。

4. 代码生成

生成初始化代码： 点击“GENERATE CODE”，选择Keil uVision5作为工具链。

在这里插入图片描述

5. 编写Keil中的代码

5.1 查看工程

cubemx为我们生成了工程代码模版。

5.2 编写占空比

在 main中写入下面的代码设置占空比:

    uint16_t duty_num3 = 10;
    uint16_t duty_num4 = 10;

开启PWM信道:

	HAL_TIM_PWM_Start(&htim3,TIM_CHANNEL_1);
	HAL_TIM_PWM_Start(&htim4,TIM_CHANNEL_1);

5.3 修改主循环函数

while循环如下:

  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */
 HAL_Delay(50);
		duty_num3 = duty_num3 + 10;
			duty_num4 = duty_num4 + 10;
		if(duty_num3 > 500)
		{
			duty_num3 = 0;
		}
		__HAL_TIM_SetCompare(&htim3,TIM_CHANNEL_1,duty_num3);
			if(duty_num4 > 500)
		{
			duty_num4 = 0;
		}
		__HAL_TIM_SetCompare(&htim4,TIM_CHANNEL_1,duty_num4);
    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}