在嵌入式开发的世界里，精准的时间控制是实现复杂功能的关键。传统的延时函数会让 CPU 陷入 “死循环”，无法高效处理其他任务。而 STM32 的定时器就像给 CPU 配备了智能闹钟，既能实现精确计时，又能让 CPU 并行处理多个任务。今天，我们就通过一个有趣的实验，用定时器实现每隔 5 秒串口发送信息，同时让 LED 每隔 2 秒闪烁，体验多任务并发的魅力！

一、实验前的准备：工欲善其事，必先利其器

1. 硬件装备

• STM32 开发板：选用经典的 STM32F103C8T6 开发板，它丰富的定时器资源和 GPIO 引脚，是本次实验的绝佳选择。

• USB 转串口模块：采用 CH340 芯片的模块，负责搭建开发板与电脑之间的通信桥梁，方便我们通过串口助手查看发送的数据。

• 杜邦线：若干，用于连接开发板、USB 转串口模块以及 LED 对应的 GPIO 引脚（这里假设 LED 连接到 PA5 引脚）。

• 电脑：安装 Windows 系统，准备好开发所需的软件。

2. 软件工具

• STM32CubeMX：图形化配置神器，帮我们轻松搞定 STM32 外设初始化，本次使用 [具体版本]。

• Keil MDK：专业的集成开发环境，用于编写、编译和调试代码，版本号为 [具体版本]。

• 串口助手：选择 sscom 5.13.1 版本，实时接收 STM32 发送的数据。

• CH340 驱动程序：确保 USB 转串口模块能在电脑上正常工作。

二、STM32CubeMX 配置：搭建实验的基石

1. 新建工程

打开 STM32CubeMX，点击 “File”→“New Project”，在芯片选择界面搜索 “STM32F103C8T6”，选中后点击 “Start Project”，一个崭新的工程就创建好啦！

2. 定时器配置：给 CPU 设定闹钟

• TIM2（5 秒定时器）：

• • 在 “Pinout & Configuration” 选项卡中，展开 “Timers” 找到 “TIM2”。

• • 将 “Counter Mode” 设为 “Up Counter”（向上计数模式）。

• • 在 “Parameter Settings” 里，把 “Prescaler (PSC)” 设为 7199，“Counter Period (ARR)” 设为 49999。这样计算下来，定时器计数到目标值刚好耗时 5 秒，就像设定好了一个 5 秒的闹钟。

• • 切换到 “NVIC Settings”，勾选 “TIM2 global interrupt”，开启定时器 2 的全局中断，让 CPU 能收到闹钟提醒。

• TIM3（2 秒定时器）：参照 TIM2 的配置方法，将 “Prescaler (PSC)” 设为 7199，“Counter Period (ARR)” 设为 19999，实现 2 秒定时，并在 “NVIC Settings” 中开启中断。

3. USART1 配置：建立通信通道

找到 “USART1”，配置为异步通信模式：波特率 115200bps，8 位数据位，1 位停止位，无校验位，不使用硬件流控制。这样，开发板就能和电脑顺畅 “对话” 了。

4. LED 引脚配置：点亮小灯

假设 LED 连接在 PA5 引脚，将其 “Mode” 设为 “推挽输出（Output Push Pull）”，“Speed” 设为 “中速（Medium Speed）”，为 LED 闪烁做好准备。

5. 时钟树配置：提供稳定动力

在 “Clock Configuration” 选项卡中，选择 8MHz 的外部高速时钟（HSE），通过 PLL 将时钟倍频到 72MHz，为整个系统提供稳定的 “心跳”。

6. 生成工程代码

在 “Project Manager” 中设置好工程信息，选择 “MDK-ARM” 作为工具链。在 “Code Generator” 里勾选生成初始化文件，点击 “Generate Code”，Keil MDK 工程代码就自动生成啦！

三、Keil MDK 代码编写：赋予系统灵魂

1. 打开工程

在 Keil MDK 中打开刚刚生成的工程文件（.uvprojx），准备编写代码。

2. 中断回调函数：响应闹钟提醒

在 “main.c” 文件中添加定时器中断回调函数：

// 定时器2中断回调函数（5秒定时）

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) {

if (htim == &htim2) {

char tx_buffer[] = "hello windows！\r\n";

HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)tx_buffer, sizeof(tx_buffer), 1000);

}

}

// 定时器3中断回调函数（2秒定时）

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) {

if (htim == &htim3) {

HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_5); // 翻转LED引脚电平

}

}

这两个函数就像是闹钟响起后的 “处理员”，定时器 2 定时时间到，就通过串口发送 “hello windows！”；定时器 3 时间到，就翻转 LED 引脚电平，让 LED 闪烁。

3. 启动定时器：开启定时任务

在main函数中，初始化完外设后，启动定时器 2 和定时器 3：

int main(void) {

HAL_Init();

MX_GPIO_Init();

MX_USART1_UART_Init();

MX_TIM2_Init();

MX_TIM3_Init();

// 启动定时器2和定时器3

HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);

HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3);

while (1) {

// CPU可在此期间处理其他任务，如传感器数据采集

}

}

4. 编译工程

点击 Keil MDK 工具栏的 “编译（Build）” 按钮，检查代码语法。如果编译通过，就会生成可烧录的.hex 文件。

四、实验验证：见证成果的时刻

1. 硬件连接

• 将 USB 转串口模块的 TX 引脚连到开发板的 PA9（USART1_TX），RX 引脚连到 PA10（USART1_RX），GND 与开发板 GND 相连。

• 确保 LED 对应的 PA5 引脚连接正确。

2. 烧录程序

用 ST-Link、J-Link 等工具，把生成的.hex 文件烧录到开发板中。

3. 运行与观察

打开串口助手，设置好波特率等参数，选择对应的串口号。给开发板上电，就能看到串口助手每隔 5 秒收到 “hello windows！”，开发板上的 LED 每隔 2 秒闪烁一次，多任务并发完美实现！

五、无定时器方案对比：凸显定时器优势

1. 轮询方式

修改main函数代码为轮询方式：

int main(void) {

HAL_Init();

MX_GPIO_Init();

MX_USART1_UART_Init();

uint32_t send_time = 0;

uint32_t led_time = 0;

while (1) {

uint32_t current_time = HAL_GetTick();

// 5秒串口发送任务

if (current_time - send_time >= 5000) {

char tx_buffer[] = "hello windows！\r\n";

HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)tx_buffer, sizeof(tx_buffer), 1000);

send_time = current_time;

}

// 2秒LED闪烁任务

if (current_time - led_time >= 2000) {

HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_5);

led_time = current_time;

}

}

}

虽然功能实现了，但 CPU 一直在查询时间，资源被大量占用，时间精度也不好。

2. 状态机方式

通过状态变量和转移条件编写代码（代码略），比轮询灵活些，但代码复杂，时间精度同样不理想。

对比下来，定时器在精准计时和多任务并发上的优势一目了然！

结语

通过这次实验，我们掌握了 STM32 定时器实现多任务并发的方法，也看到了定时器相比传统方式的巨大优势。在实际项目中，合理运用定时器，能让我们的嵌入式系统更加高效、智能。如果你在实验过程中遇到问题，或者有新的想法，欢迎在评论区交流讨论，一起探索更多嵌入式开发的奇妙世界！