4. 开发环境搭建与工程模板

定时器，说白了就是单片机的“心跳计数器”。

我刚开始学STM32时，觉得定时器不就是个计时器嘛，有啥好讲的？后来做项目才发现，这玩意儿的水深得很。从简单的延时，到复杂的电机控制、波形生成，全都离不开它。

今天咱们就把定时器家族捋清楚。你想想看，STM32的定时器分三类：基本、通用、高级。它们之间到底差在哪？怎么用HAL库快速上手？呼吸灯又是怎么实现的？

嗯，一个一个来。

三类定时器的核心区别

先看一张对比表，心里有个底：

特性	基本定时器	通用定时器	高级定时器
典型型号	TIM6、TIM7	TIM2~TIM5	TIM1、TIM8
计数方向	仅向上	向上/向下/双向	向上/向下/双向
PWM输出	❌ 无	✅ 有（4通道）	✅ 有（6通道+互补）
输入捕获	❌ 无	✅ 有	✅ 有
死区插入	❌ 无	❌ 无	✅ 有
刹车功能	❌ 无	❌ 无	✅ 有
主要用途	基础定时、触发DAC	PWM、捕获、编码器	电机控制、逆变器

看到没？基本定时器就是个“光杆司令”，只能计时。通用定时器是“多面手”，PWM、捕获都能干。高级定时器则是“特种兵”，专门伺候电机和电源这类高要求的活儿。

定时器的核心工作原理

不管哪类定时器，核心就三样东西：

• 预分频器（PSC）：把时钟源分频，降低计数频率
• 计数器（CNT）：真正干活的，每来一个时钟脉冲就加1或减1
• 自动重装载寄存器（ARR）：计数值到了这个数，就重置或翻转

举个例子：时钟是72MHz，PSC设为71，那计数频率就是72M / (71+1) = 1MHz，也就是1微秒计一次。如果ARR设为999，那定时周期就是1000微秒，也就是1毫秒。

公式很简单：定时时间 = (PSC+1) × (ARR+1) / 时钟频率

HAL_TIM_Base_Start_IT：开启定时器中断

HAL库把定时器封装得挺舒服。用基本定时器做个1ms中断，代码就这几步：

// 1. 初始化定时器句柄
TIM_HandleTypeDef htim6;

void MX_TIM6_Init(void)
{
    htim6.Instance = TIM6;
    htim6.Init.Prescaler = 71;         // 72MHz / (71+1) = 1MHz
    htim6.Init.Period = 999;           // 1MHz / (999+1) = 1kHz = 1ms
    HAL_TIM_Base_Init(&htim6);
}

// 2. 启动中断模式
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim6);

// 3. 中断回调函数
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    if (htim->Instance == TIM6)
    {
        // 每1ms执行一次
        // 比如翻转一个LED
        HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin);
    }
}

这里有个细节：HAL_TIM_Base_Start_IT 启动的是中断模式，还有 HAL_TIM_Base_Start（轮询）和 HAL_TIM_Base_Start_DMA（DMA）。我一般只在需要精确时序控制时才用中断，简单延时用HAL_Delay就够了。

PWM输出：让LED呼吸起来

PWM，说白了就是快速开关信号，通过调节占空比来模拟模拟量。LED呼吸灯就是最经典的例子——占空比从0慢慢变到100%，再变回来。

用通用定时器的PWM模式，配置如下：

// 使用TIM2的通道1（PA0）
TIM_HandleTypeDef htim2;
TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC;

void MX_TIM2_PWM_Init(void)
{
    htim2.Instance = TIM2;
    htim2.Init.Prescaler = 71;         // 1MHz
    htim2.Init.Period = 999;           // PWM频率 = 1kHz
    htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
    HAL_TIM_PWM_Init(&htim2);

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

// 启动PWM
HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);

// 动态调节占空比
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_1, 500);  // 50%占空比

呼吸灯的逻辑就更简单了：

uint16_t pulse = 0;
int8_t direction = 1;

while (1)
{
    __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_1, pulse);
    HAL_Delay(5);  // 每5ms调整一次

    pulse += direction * 5;
    if (pulse >= 999) direction = -1;
    if (pulse == 0)   direction = 1;
}

你看，就这么几行代码，LED就能像呼吸一样渐亮渐暗。

知识结构图：定时器体系一览

下面这张图帮你理清三类定时器的定位和关系：

总结一下关键点

• 基本定时器：只有向上计数，不能输出PWM，适合做系统心跳或触发DAC
• 通用定时器：功能最均衡，PWM、捕获、编码器都能干，日常项目的主力
• 高级定时器：带死区、刹车、互补输出，专为电机和电源设计
• HAL_TIM_Base_Start_IT：启动定时器中断，回调里别做耗时操作
• PWM呼吸灯：调节占空比从0到100%循环，频率100Hz以上，步长别太大