CubeIDE Note 04: Lesson 2. Timer Setting And Application for LL Library

Hsueh-Ju Wu 吳學儒

Published in

STM32CubeIDE

12 min readJun 5, 2021

教學

如何使用 CubeIDE 設定 Timer 及中斷基本應用

環境

本文使用
OS: Windows x64
STM32CubeIDE Version: 1.6.1
開發板: NUCLEO-F334R8（STM32F334R8）
Low-Layer (LL) Library

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參考資料

UM2570. Description of STM32G4 HAL and low-layer drivers

https://www.st.com/resource/en/user_manual/dm00610707-description-of-stm32g4-hal-and-lowlayer-drivers--stmicroelectronics.pdf

RM0364. STM32F334xx advanced Arm®-based 32-bit MCUs

https://www.st.com/resource/en/reference_manual/dm00093941-stm32f334xx-advanced-armbased-32bit-mcus-stmicroelectronics.pdf

UM1735. Discovery kit for STM32F3 series with STM32F334C8 MCU

https://www.st.com/resource/en/user_manual/dm00108524--discovery-kit-for-stm32f3-series-with-stm32f334c8-mcu-stmicroelectronics.pdf

(STM32) NVIC (Nested vectored interrupt controller) 學習

https://www.cnblogs.com/ollie-lin/p/10934604.html

Section 1. 基本題

使用Timer 1計時器，產生週期為50us之中斷，並在每次進入中斷時將PA4作轉態(Toggle)的動作。

Section 1.1 CubeMX 設定

Step 1. 請先按照此篇教學（選對開發板）做好基礎設定

CubleIDE Start A New Project

教學

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Step 2. 把需要的IO Pin腳設定好

可參閱上一篇GPIO教學

CubeIDE Note 03: Lesson 1. Basic I/O Setting And Application for LL Library

教學基本GPIO輸出輸入設定方式與應用

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Step 4. 設定Timer1

打開Timers列表，選擇Timer 1進行設定

在 Mode裡找到 Clock Source，
Clock Source 設定為 Internal Clock

此時再切換到 Clock Configuration 分頁
可看到TIM1的時脈設定已被啟用
預設是使用 APB2 (PCLK2) 之時脈 72 MHz

可切換為PLLCLK*2 獲得最高時脈 144MHz

從手冊可以查到更詳細的時脈走線圖，可發現一樣結果

得知Timer1 Internal Source Clock (內部時鐘時脈) 為 72MHz
我們就可以來設定需要的 Timer1 Prescaler了
切回到 Timer1 設定頁面，Configuration 修改為下方設定

Counter Settings
— Prescaler:71（72–1）
— Counter Period: 49（50 – 1）
— auto-reload preload: Enable
auto-reload preload控制是否自動加載重載 Counter

以下針對 Prescaler 與 Counter Period 設定做講解：

因為 Timer1 Source Clock 為72MHz，
理論上將Prescaler設為72，即可得到1MHz (1us)之時脈
但這裡得注意到STM32F334這塊開發板的暫存器設定
由手冊裡面可查到，頻率會等於Timer1 Source Clock / (PSC+1)
所以要除72倍頻，得設為71，它會自動加1上去

而Counter Period設為49，即可得到50*1us = 50us 之週期
這是設定Counter要數到的"值"而不是"次數"，
Counter會從0開始數，所以數的次數是設定值+1
要數50次，值只要設為49即可

Step 5. 設定Timer1中斷

在CubeMX裡設定中斷很簡單，只需要打個勾就好

切換到 NVIC 設定
TIM1 update and TIM16 interrupts打勾
NVIC (Nested vectored interrupt controller) 參考資料：
https://www.cnblogs.com/ollie-lin/p/10934604.html

Step 6. 更改使用函數庫

把 TIM 改為 LL庫

Step 7. 按下Generate Code產生程式框架

範例 ioc檔案備份（適用 STM32F334R8）：
https://drive.google.com/file/d/1H2N73fkJ80lOqxTeAinoJog23LADqJNi/view?usp=sharing

Appendix 1. GPIO設定程式碼解析

打開 main.c程式，找到 MX_TIM1_Init()原代碼

Appendix 2. 產生設定報告核對設定項目

範例程式設定報告檔案
https://drive.google.com/file/d/1WC_rjyDk3QMTJQnW6W664DHUsVt8S1-G/view?usp=sharing

Generate Report 是個可產生設定檔概要的功能（pdf檔）
當ioc檔案看到眼花撩亂時
可以匯出這個檔案幫助檢查設定有無錯誤

打開檔案後，我們跳到TIM1即可看到相關設定

*米字的設定值就是我們自己修改過的部分
也可以順便檢查到有無更動到不需要更動的設定

MCU資料，其他Clock、Pin 設定也在這份報告中看的到

Section 1.2 暫存器介紹

中斷暫存器

未完待補

Section 1.3 程式碼撰寫

Step 1. 主程式部分

main.c 部分 /* USER CODE BEGIN 2 */ 加入以下代碼

Step 2. 中斷程式部分

CubeIDE 架構中的中斷函數
全部放在 stm32f3xx_it.c 裡面
打開 stm32f3xx_it.c 在 TIM1_UP_TIM16_IRQHandler(void)
/* USER CODE BEGIN TIM1_UP_TIM16_IRQn 0 */ 加入以下代碼

中斷使用有三點要記得：
A. Timer Counter 要啟用，否則不會計數
B. 使用中斷函數要啟用（Enable）對應之中斷事件
C. 中斷函數中要清除（Clear）對應事件的旗標
可以在手冊中找到相關的函數描述與名稱

啟用中斷的關鍵字是 EnableIT，_後面帶事件名稱

此次用到的 Update事件就是指計數器觸發後的重載更新事件

LL_TIM_EnableIT_UPDATE (UM2570. p. 2659)

清除中斷旗標的關鍵字是 ClearFlag，_後面帶事件名稱

LL_TIM_ClearFlag_UPDATE (UM2570. p. 2647)

Section 1.4 實驗結果

可看到產生週期為100us之方波（每50us轉態一次），結果正確

Section 2. 進階題

使用以下兩設定
Timer1計時器，產生週期為100us中斷；
Timer2計時器，產生週期為100us中斷。

完成以下題目
(a) 設定中斷優先權Timer1大於Timer2，使用PA4與PA5之Toggle驗證功能。(b) 設定中斷優先權Timer2大於Timer1，使用PA4與PA5之Toggle驗證功能。

Timer1 觸發 PA4轉態； Timer2 觸發 PA5轉態

Section 2.1 CubeMX 設定

Timer週期設定參考基本題即可
設定完成，記得按下Generate Code重新產生新設定程式代碼

中斷優先權

參考資料：
https://zhuanlan.zhihu.com/p/61333581

本小節會著重在解講如何設定中斷優先權部分
中斷優先權也是在NVIC設定項裡控制
設定有以下規則存在：

A.
優先權主要由 Preemption Priority 控制（紅框設定）
數字越小，優先權越高，預設為 0
若同時觸發時，優先權高的優先執行

B.
若不同時觸發，Preemption Priority 數值低的＂可＂中斷數值高的事件

譬如有一個 Preemption Priority = 1的事件 A正在執行，
此時有一個 Preemption Priority = 0的事件 B發生中斷，
則事件 A會被中斷，優先執行事件 B

C.
Preemption Priority 且 Sub Priority （紫框設定）數值皆相同，先到的先執行
不會執行途中被中斷

D.
若Preemption Priority相同，Sub Priority 不同時
若同時觸發，則Sub Priority優先權高的先執行
若不同時觸發，Sub Priority 數值小的＂不可＂中斷數值高的事件

Sub Priority 數字越小，優先權越高，預設為 0

NVIC 之 Preemption Priority （紅框設定）與 Sub Priority （紫框設定）

- ioc檔
https://drive.google.com/file/d/1tYK6EalufUeEB6Xw03_OSu9p_asAouRV/view?usp=sharing
- 設定報告( pdf )
https://drive.google.com/file/d/1Rwj_YXQ8LlQSpmnEXHFUV6zZzKzs5LoY/view?usp=sharing