STM32 TIM — 基本定时器定时（1ms 中断）

开发板：野火 EBF STM32F103 Mini
固件库：HAL 库
对应例程：TIM—基本定时器定时
参考源码：User/main.c、User/tim/bsp_basic_tim.c、User/tim/bsp_basic_tim.h

定时器（TIMER）是 MCU 的"心脏节拍器"。STM32F103 有基本定时器（TIM6/7）、通用定时器（TIM2~5）、高级定时器（TIM1/8）。本文用最基础的 TIM6 产生 1ms 中断，在中断里累计毫秒数，主循环据此每 1 秒翻转一次 LED——这是后续所有"精确计时"应用的地基。

一、功能简介

把 TIM6 配置为 1ms 触发一次更新（溢出）中断；
每次中断在 HAL_TIM_PeriodElapsedCallback 回调里把全局 time 加 1；
主循环检测 time == 1000（即 1 秒到），清零并翻转 LED1。

效果：LED1 每 1 秒翻转一次，主循环完全不阻塞，可以并行做别的事。

核心知识点：

定时器时基：预分频（PSC）与自动重装载（ARR）如何决定溢出周期；
更新中断 + NVIC 配置；
HAL 的定时器回调机制。

二、硬件准备

项目	说明
开发板	野火 EBF STM32F103 Mini
定时器	TIM6（基本定时器，无外部引脚）
时钟源	内部时钟，挂载在 APB1（36MHz）
指示	LED1 → PC2
调试输出	USART1（115200）

TIM6/7 是纯定时用途的基本定时器，没有输入捕获/输出比较/PWM，只有时基单元和 update 中断，最适合做"系统滴答"。本例也可切换到 TIM7（bsp_basic_tim.h 里改宏即可）。

三、完整代码（带中文注释）

1. bsp_basic_tim.h（参数与宏）

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#ifndef __BASIC_TIM_H
#define	__BASIC_TIM_H

#include "stm32f1xx.h"

/* 定时器预分频：实际时钟 = 72MHz / (BASIC_TIMx_PRESCALER + 1) */
#define BASIC_TIMx_PRESCALER   71
/* 自动重装载值：计数到该值产生更新中断 */
#define BASIC_TIMx_PERIOD      1000

#define USE_TIM6

#ifdef  USE_TIM6
#define BASIC_TIMx                  TIM6
#define BASIC_TIM_RCC_CLK_ENABLE()  __HAL_RCC_TIM6_CLK_ENABLE()
#define BASIC_TIM_IRQ               TIM6_IRQn
#else
#define BASIC_TIMx                  TIM7
#define BASIC_TIM_RCC_CLK_ENABLE()  __HAL_RCC_TIM7_CLK_ENABLE()
#define BASIC_TIM_IRQ               TIM7_IRQn
#endif

void BASIC_TIMx_Init(void);

#endif /* __BASIC_TIM_H */

2. bsp_basic_tim.c（定时器初始化与回调）

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#include "./tim/bsp_basic_tim.h"

extern volatile uint32_t time;     // 主循环与中断共享的毫秒计数
TIM_HandleTypeDef htimx;

/* MSP：开 TIM 时钟 + 配 NVIC 中断优先级 */
void HAL_TIM_Base_MspInit(TIM_HandleTypeDef* htim_base)
{
  BASIC_TIM_RCC_CLK_ENABLE();                 // 开 TIM6 时钟
  HAL_NVIC_SetPriority(BASIC_TIM_IRQ, 1, 0); // 抢占优先级 1
  HAL_NVIC_EnableIRQ(BASIC_TIM_IRQ);          // 使能 TIM6 中断
}

/* 时基配置：1ms 溢出一次 */
void BASIC_TIMx_Init(void)
{
  TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig;

  htimx.Instance               = BASIC_TIMx;
  htimx.Init.Prescaler        = BASIC_TIMx_PRESCALER;  // 71
  htimx.Init.CounterMode       = TIM_COUNTERMODE_UP;   // 向上计数
  htimx.Init.Period            = BASIC_TIMx_PERIOD;    // 1000
  HAL_TIM_Base_Init(&htimx);                         // 触发 HAL_TIM_Base_MspInit

  sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
  sMasterConfig.MasterSlaveMode     = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
  HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htimx, &sMasterConfig);
}

/* 更新（溢出）中断回调：每进一次 +1ms */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
  time++;
}

3. main.c（启动定时器 + 主循环判断）

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#include "main.h"
#include "stm32f1xx.h"
#include "./usart/bsp_debug_usart.h"
#include "./led/bsp_led.h"
#include "./tim/bsp_basic_tim.h"

volatile uint32_t time = 0;   // ms 计时变量（全局，被中断修改）
extern TIM_HandleTypeDef htimx;

int main(void)
{
  SystemClock_Config();       // 72MHz
  DEBUG_USART_Config();
  LED_GPIO_Config();

  BASIC_TIMx_Init();          // 初始化 TIM6（1ms）
  HAL_TIM_Base_Start_IT(&htimx);   // 以中断方式启动定时器

  printf("\r\n 这是TIM—基本定时器定时 \r\n");

  while(1)
  {
    if (time == 1000)        // 累计 1000 次 = 1 秒
    {
      time = 0;
      LED1_TOGGLE;           // 翻转 LED1
    }
  }
}

四、代码分段讲解

1. 溢出周期怎么算？

定时器时钟来自 APB1，经倍频后 TIM6 实际时钟为 72MHz（F103 中 APB1 定时器时钟 = PCLK1×2 = 72M）。溢出时间公式：

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溢出周期 T = (PSC + 1) × (ARR + 1) / TIM_CLK
           = (71 + 1) × (1000 + 1) / 72,000,000
           ≈ 1.000 ms

Prescaler = 71：72M 先 ÷72 → 计数频率 1MHz（每计数 1 次 = 1µs）；
Period = 1000：计满 1000 次 → 1ms 到，产生更新中断。（注：ARR=1000 实际计 1001 个边沿，误差极小，工程上直接用 1000 即可。）

2. `HAL_TIM_Base_Start_IT` 做了什么？

它启动计数器，并使能更新中断（UIE）。当计数器从 ARR 溢出归零时，硬件置更新标志、触发中断，跳进 TIM6_IRQHandler。

3. 中断怎么进到回调的？

stm32f1xx_it.c 里的 TIM6_IRQHandler 调用 HAL_TIM_IRQHandler(&htimx)，后者清标志并调用 HAL_TIM_PeriodElapsedCallback。我们把累加逻辑写在这个弱函数里，就实现了"每 1ms 自增"。这就是 HAL 的回调式中断编程，无需自己写清标志等寄存器操作。

4. 为什么 `time` 要加 `volatile`？

time 在中断里被修改、在主循环里被读取。加 volatile 告诉编译器"它可能随时被意外修改"，禁止把它的读取优化进寄存器缓存，否则主循环可能永远读不到最新值。

5. 与 `HAL_Delay` 的区别

HAL_Delay 也基于 SysTick 1ms 滴答，但它是阻塞的；本例用 TIM 中断做出非阻塞计时框架，主循环随时能响应别的任务，是更专业的写法。

五、实验现象

下载程序，串口打印提示语；
板载 LED1 每 1 秒翻转一次（亮 1 秒、灭 1 秒）；
与主循环 while(1) 轮询延时不同，此时若在主循环里加别的任务，LED 翻转节奏依然精准。

六、常见问题

Q1：LED 不闪或闪烁频率不对？

确认 HAL_TIM_Base_Start_IT 已调用（只 Init 不 Start 不会计数）；
检查 Prescaler/Period 计算是否与系统时钟匹配（系统须为 72MHz）；
确认 NVIC 中断已使能（HAL_NVIC_EnableIRQ）。

Q2：进入中断后卡死/反复进中断？

回调里不要做耗时操作；长时间占用中断会影响系统；
若用轮询清标志方式，记得在中断里清 UPDATE 标志，否则会连续触发。

Q3：想做更长时间定时（如 1 分钟）？

不要在中断里设超大 ARR，而是让 time 累计——每 1000 次（1 秒）在主循环判断换算，或再加一层 second 计数。

七、小结

基本定时器 = 预分频 + 自动重装载，决定溢出周期；
定时流程：开时钟 → 配时基 → 配 NVIC → Start_IT → 在回调里处理逻辑；
volatile 全局变量 + 中断回调，是构建非阻塞"时间片"系统的标准范式。

八、拓展应用

多路软定时：用 time 派生出 second、minute，或做一个 SoftTimer 数组，实现多个独立周期任务（如 100ms 采样、500ms 刷屏）。
精准延时函数：基于 time 实现 delay_ms_nonblock() 替代阻塞延时。
通用定时器进阶：TIM2~5 支持输入捕获（测频率/脉宽）和 PWM 输出（调光/电机），见 TIM—通用定时器-输入捕获 与 PWM 章节。
RTOS 时基：在 TIM 中断里调用 xTaskIncrementTick（FreeRTOS），把定时器变成操作系统的心跳。