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 /* 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1msuint8_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 *//*** @briefThe 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 * 1000ustime += 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 *//*** @briefThis 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 */}#ifdefUSE_FULL_ASSERT/*** @briefReports the name of the source file and the source line number* where the assert_param error has occurred.* @paramfile: pointer to the source file name* @paramline: 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。