STM32 定时器实战记录（一）—— 定时中断 vs 外部时钟，TIM 到底怎么用？

XS0212

535人浏览 · 2026-07-01 22:55:41

XS0212 · 2026-07-01 22:55:41 发布

一、先说结论

用法	本质	适合场景
定时中断	数内部时钟	系统节拍、周期性任务
外部时钟	数外部引脚	计数、测频、编码器

👉 定时器的核心不是“定时”，而是“计数”。

二、为什么要把这两件事放在一起写？

在第一篇里，我用 EXTI 检测红外遮挡；

在第二篇里，我用 TIM2 定时中断 给 EXTI 消抖。

但当时我忽略了一个问题：

如果我只是想“数遮挡次数”，为什么不用 TIM 直接数？

于是这次，我同时试了两种用法：

TIM 定时中断：系统心跳
TIM 外部时钟：数外部脉冲

三、TIM 定时中断：给系统“心跳”

1️⃣ 配置思路

时钟源：内部时钟（APB1）
预分频 PSC
自动重装 ARR
更新中断
NVIC

2️⃣ 核心代码

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 7200 - 1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 10000 - 1;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);

TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);

3️⃣ 中断里只做一件事

void TIM2_IRQHandler(void)
{
if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update))
{
Num++;
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
}
}

✅ 不延时

✅ 不刷屏

✅ 不碰硬件

四、TIM 外部时钟：数外部脉冲

1️⃣ 什么是外部时钟模式 2？

TIM 可以不直接数内部时钟，而是：

数某个 GPIO 引脚上的边沿

这正是红外计数的“理想形态”。

2️⃣ 硬件连接

TIM	STM32	外部模块
ETR	PA0	红外 DO

3️⃣ 核心配置思路

使用 外部时钟模式 2
时钟来自 PA0（TIM2_ETR）
开启 GPIOA 时钟
配置 PA0 为上拉输入
使用最大滤波器，抗抖动

4️⃣ 关键代码

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //开启时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //GPIO初始化
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

TIM_ETRClockMode2Config(TIM2, TIM_ExtTRGPSC_OFF, //外部时钟配置
TIM_ExtTRGPolarity_NonInverted, 0x0F);

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; //时基单元初始化
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 10 - 1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 1 - 1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);

TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update); //中断输出配置
TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //NVIC中断分组

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; //NVIC配置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //TIM使能

uint16_t Timer_GetCounter(void)
{
return TIM_GetCounter(TIM2); //返回定时器TIM2的CNT
}

int main(void)
{
   /*模块初始化*/
   OLED_Init();       //OLED初始化
   Timer_Init();       //定时中断初始化

   /*显示静态字符串*/
   OLED_ShowString(1, 1, "Num:");           //1行1列显示字符串Num:
   OLED_ShowString(2, 1, "CNT:");           //2行1列显示字符串CNT:

   while (1)
   {
       OLED_ShowNum(1, 5, Num, 5);           //不断刷新显示Num变量
       OLED_ShowNum(2, 5, Timer_GetCounter(), 5);       //不断刷新显示CNT的值
   }
}

void TIM2_IRQHandler(void)
{
   if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET)       //判断是否是TIM2的更新事件触发的中断
   {
       Num ++;                                               //Num变量自增，用于测试定时中断
       TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);           //清除TIM2更新事件的中断标志位
                                                           //中断标志位必须清除
                                                           //否则中断将连续不断地触发，导致主程序卡死
   }
}

✅ TIM2的ETR引脚固定为PA0的硬件限制说明
STM32的TIM2定时器外部触发输入(ETR)引脚硬件绑定在PA0（部分型号可能复用为PA5/PB3，需查阅具体芯片手册）。

✅ 红外遮挡计数原理详解
当红外对管的光路被遮挡时，接收端会产生上升沿/下降沿信号，通过TIM2的ETR引脚触发下列硬件自动流程：

信号经输入滤波器（可通过TIMx_SMCR寄存器的ETF[3:0]配置消抖时间）
边沿检测器（TIMx_SMCR的ETP位选择上升/下降沿）
计数器CNT立即+1（无需CPU干预）
典型应用场景示例：

传送带物品计数（每遮挡一次计1件）
旋转编码器脉冲采集

✅ 硬件消抖与EXTI方案对比优势

硬件消抖：通过TIMx_SMCR寄存器的ETF[3:0]直接配置滤波时钟周期（例如文中设置0x6表示8个时钟周期滤波），消除机械抖动
无EXTI需求：ETR信号直接接入定时器硬件单元，比EXTI中断方案减少以下耗时步骤：
- 中断优先级配置
- 上下文保存/恢复
- 软件计数器操作
实时性保障：CNT自增动作在检测到有效边沿后立即执行，延迟仅取决于TIM2时钟频率（例如72MHz下延迟<14ns）

五、两种用法对比

对比项	定时中断	外部时钟
时钟来源	内部	外部 GPIO
是否进 IRQ	✅ 是	❌ 否
CPU 占用	有	几乎为零
适合	心跳、任务调度	计数、测频
红外场景	消抖	直接计数