【九】定时器1（TIM1）LED闪烁实验

1. 项目概述

本项目演示如何使用 STM32F103C8T6 微控制器的 TIM1 定时器，通过定时器中断实现 LED 的定时闪烁功能。LED 每隔 500ms 翻转一次状态（亮/灭），整个过程由定时器中断自动完成，无需在主循环中执行任何操作。

技术要点

✅ TIM1 定时器初始化与配置
✅ 定时器中断服务程序（ISR）
✅ NVIC 中断优先级配置
✅ GPIO 输出控制 LED
✅ JTAG 引脚重映射

2. 硬件平台

主控芯片

型号: STM32F103C8T6
内核: ARM Cortex-M3
主频: 72 MHz
Flash: 64 KB
SRAM: 20 KB

外设资源

外设	引脚	功能	说明
LED1	PB0	数字输出	发光二极管1
LED2	PB1	数字输出	发光二极管2
LED3	PB2	数字输出	发光二极管3
LED4	PB3	数字输出	发光二极管4
LED5	PB4	数字输出	发光二极管5
LED6	PB5	数字输出	发光二极管6
LED7	PB6	数字输出	发光二极管7
LED8	PB7	数字输出	发光二极管8
TIM1	-	定时器	用于产生500ms定时中断

硬件连接

STM32F103C8T6            LED模块
    PB0    ---------->   LED1 (正极)
    PB1    ---------->   LED2 (正极)
    PB2    ---------->   LED3 (正极)
    PB3    ---------->   LED4 (正极)
    PB4    ---------->   LED5 (正极)
    PB5    ---------->   LED6 (正极)
    PB6    ---------->   LED7 (正极)
    PB7    ---------->   LED8 (正极)

    LED负极 ---------->  GND (通过限流电阻)

注意:

LED 为共阴接法，GPIO 输出高电平时 LED 点亮
每个 LED 需串联适当的限流电阻（建议 330Ω - 1KΩ）

3. 项目结构

6A_TIM1/
├── Libraries/                    # STM32标准外设库
│   ├── CMSIS/                   # Cortex微控制器软件接口标准
│   └── STM32F10x_StdPeriph_Driver/  # STM32F10x标准外设驱动
├── MDK/                         # Keil工程文件
│   ├── TEST_CODE.uvproj        # Keil项目文件
│   ├── TEST_CODE.uvopt         # 项目配置选项
│   ├── Output/                 # 编译输出目录
│   └── list/                   # 列表文件目录
├── Readme/                      # 说明文档目录
└── User/                        # 用户代码目录
    ├── main.c                  # 主程序入口
    ├── stm32f10x_conf.h        # 外设库配置文件
    ├── stm32f10x_it.c          # 中断服务函数（标准）
    ├── stm32f10x_it.h          # 中断服务函数头文件
    ├── system_stm32f10x.c      # 系统初始化文件
    └── TF_APP/                 # 应用层驱动
        ├── TF_LED.c            # LED驱动实现
        ├── TF_LED.h            # LED驱动头文件
        ├── TF_Timer.c          # 定时器驱动实现
        └── TF_Timer.h          # 定时器驱动头文件

4. 功能说明

系统工作流程

系统上电
    ↓
NVIC中断配置
    ↓
TIM1定时器初始化
(设置500ms定时)
    ↓
LED GPIO初始化
    ↓
TIM1开始计数
    ↓
主循环等待
    ↓
每隔500ms触发中断
    ↓
TIM1中断服务函数
    ↓
翻转LED1状态
    ↓
返回主循环

功能特点

中断驱动: 采用中断方式实现定时控制，主循环无需执行任何操作
精确定时: 使用硬件定时器，定时精度高，不受软件延时影响
低功耗: 主循环空闲，可进入低功耗模式（本例未实现）
易于扩展: 可在中断中添加更多功能，或修改定时周期

5. 定时器原理

STM32 定时器简介

STM32F103C8T6 具有多个定时器资源：

TIM1: 高级定时器（16位），支持PWM、输入捕获、输出比较等
TIM2-TIM4: 通用定时器（16位）
其他: 基本定时器、看门狗定时器等

TIM1 特点

特性	说明
类型	高级定时器
位数	16位
时钟源	APB2总线时钟（72MHz）
计数模式	向上计数、向下计数、中央对齐
预分频器	16位（0-65535）
自动重装载	16位（0-65535）
重复计数器	8位（TIM1特有）
中断类型	更新中断、捕获/比较中断等

定时器计数原理

定时器的定时时间计算公式：

T = ((1 + TIM_Prescaler) / FCLK) × (1 + TIM_Period)

参数说明:

T: 定时时间（秒）
TIM_Prescaler: 预分频器值（0-65535）
FCLK: 定时器时钟频率（Hz）
TIM_Period: 自动重装载值（0-65535）

本项目配置:

FCLK = 72,000,000 Hz (72MHz)
TIM_Prescaler = 7199 (实际分频系数 = 7200)
TIM_Period = 4999 (实际计数值 = 5000)

T = ((1 + 7199) / 72,000,000) × (1 + 4999)
  = (7200 / 72,000,000) × 5000
  = 0.0001 × 5000
  = 0.5 秒
  = 500 毫秒

定时器工作过程

TIM1时钟使能
    ↓
预分频器分频
(72MHz → 10KHz)
    ↓
计数器从0开始向上计数
    ↓
计数到4999时产生更新事件
    ↓
触发更新中断
    ↓
计数器清零，重新开始计数

6. 代码详解

6.1 主程序 (main.c)

完整代码

#include "TF_LED.h"
#include "TF_Timer.h"

/************************************************************************************************/
int main (void)
{
    NVIC_Configuration();    // 配置中断优先级
    TIM1_Configuration();    // 初始化定时器1，设定定时500ms

    LED_Init();              // 初始化LED所对应IO口
    while(1)                 // 程序循环
    {
        // 主循环中不需要做任何事情，中断服务函数会自动处理LED翻转
    }
}

代码说明

函数调用	功能	说明
`NVIC_Configuration()`	配置中断优先级	设置TIM1中断优先级分组和抢占优先级
`TIM1_Configuration()`	初始化定时器	配置TIM1为500ms定时中断
`LED_Init()`	初始化LED	配置GPIO为推挽输出模式
`while(1)`	主循环	空循环，所有工作由中断完成

设计思想:

采用事件驱动架构，主循环空闲
所有定时任务在中断服务函数中完成
便于后续添加其他功能或进入低功耗模式

6.2 定时器驱动 (TF_Timer)

TF_Timer.h - 头文件

#ifndef  __TF_TIMER_H__
#define  __TF_TIMER_H__

#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
#endif

#include "stm32f10x_rcc.h"
#include "stm32f10x_gpio.h"
#include "stm32f10x_tim.h"
#include "misc.h"

// 函数声明
extern void NVIC_Configuration(void);    // 配置TIM1中断优先级
extern void TIM1_Configuration(void);    // 初始化TIM1--设定定时500ms

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

TF_Timer.c - 实现文件

1. 中断优先级配置

void NVIC_Configuration(void)    // 配置TIM1中断优先级
{
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);    // 设置NVIC中断分组2

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM1_UP_IRQn;            // TIM1更新中断
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;     // 抢占优先级0
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;            // 子优先级0
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;               // 使能IRQ通道
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);                               // 初始化NVIC寄存器
}

NVIC 中断优先级分组说明:

分组	抢占优先级位	子优先级位	说明
Group 0	0 位	4 位	无抢占，0-15级子优先级
Group 1	1 位	3 位	2级抢占，0-7级子优先级
Group 2	2 位	2 位	4级抢占，0-3级子优先级 ⬅️ 本例使用
Group 3	3 位	1 位	8级抢占，0-1级子优先级
Group 4	4 位	0 位	16级抢占，无子优先级

本项目配置:

抢占优先级: 0（最高优先级）
子优先级: 0（最高优先级）
中断通道: TIM1_UP_IRQn（TIM1更新中断）

2. 定时器初始化

void TIM1_Configuration(void)    // 初始化TIM1--设定定时500ms
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);

    // T=((1+TIM_Prescaler )/72M)*(1+TIM_Period )=((1+7199)/72M)*(1+4999)=0.5秒
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = (5000-1);             // 自动重装载值
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = (7200-1);          // 预分频器值
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;  // 时钟分频系数，不分频
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;    // 向上计数模式
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;         // 重复计数器值(TIM1特有)
    TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure);          // 初始化TIMx

    TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_IT_Update);    // 预先清除中断标志位
    TIM_ITConfig(TIM1, TIM_IT_Update, ENABLE);     // 使能TIM1更新中断
    TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);                         // 启动TIM1计数
}

参数详解:

参数	值	说明
`TIM_Period`	4999	计数器自动重装载值，计数到4999后产生更新事件
`TIM_Prescaler`	7199	预分频器值，72MHz ÷ 7200 = 10KHz
`TIM_ClockDivision`	TIM_CKD_DIV1	时钟分频因子，此处不分频
`TIM_CounterMode`	TIM_CounterMode_Up	向上计数模式
`TIM_RepetitionCounter`	0	重复计数器（仅高级定时器），0表示每次更新都触发中断

初始化步骤:

使能TIM1时钟（APB2总线）
配置定时器参数（周期、预分频等）
清除可能存在的中断标志位（避免启动时立即触发中断）
使能定时器更新中断
启动定时器计数

3. 中断服务函数

unsigned char flag1 = 0;    // LED状态标志位

void TIM1_UP_IRQHandler(void)    // TIM1更新中断服务函数
{
    if(TIM_GetITStatus(TIM1, TIM_IT_Update) != RESET)
    {
        TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_IT_Update);    // 清除中断标志位

        flag1 = ~flag1;          // 翻转标志位
        if(flag1 == 0)           // 判断标志
        {
            LED_On(1);           // 点亮LED1
        }
        else
        {
            LED_Off(1);          // 熄灭LED1
        }
    }
}

中断处理流程:

中断触发
    ↓
检查中断标志位
    ↓
清除中断标志位 ⚠️ 必须执行，否则一直中断
    ↓
翻转标志位 (0 ⇄ 0xFF)
    ↓
根据标志位控制LED
    ↓
退出中断，返回主程序

注意事项:

⚠️ 必须清除中断标志位: TIM_ClearITPendingBit()，否则会一直触发中断
使用标志位翻转实现LED状态切换
中断服务函数应尽量简短，避免长时间占用CPU

6.3 LED驱动 (TF_LED)

TF_LED.h - 头文件

#ifndef  __TF_LED_H__
#define  __TF_LED_H__

#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
#endif

#include "stm32f10x_gpio.h"

// LED1 定义
#define LED1_PIN          GPIO_Pin_0
#define LED1_PORT         GPIOB
#define LED1_CLK          RCC_APB2Periph_GPIOC

// LED2 定义
#define LED2_PIN          GPIO_Pin_1
#define LED2_PORT         GPIOB
#define LED2_CLK          RCC_APB2Periph_GPIOC

// LED3 定义
#define LED3_PIN          GPIO_Pin_2
#define LED3_PORT         GPIOB
#define LED3_CLK          RCC_APB2Periph_GPIOC

// LED4 定义
#define LED4_PIN          GPIO_Pin_3
#define LED4_PORT         GPIOB
#define LED4_CLK          RCC_APB2Periph_GPIOC

// LED5 定义
#define LED5_PIN          GPIO_Pin_4
#define LED5_PORT         GPIOB
#define LED5_CLK          RCC_APB2Periph_GPIOC

// LED6 定义
#define LED6_PIN          GPIO_Pin_5
#define LED6_PORT         GPIOB
#define LED6_CLK          RCC_APB2Periph_GPIOC

// LED7 定义
#define LED7_PIN          GPIO_Pin_6
#define LED7_PORT         GPIOB
#define LED7_CLK          RCC_APB2Periph_GPIOC

// LED8 定义
#define LED8_PIN          GPIO_Pin_7
#define LED8_PORT         GPIOB
#define LED8_CLK          RCC_APB2Periph_GPIOC

// 所有LED组合定义
#define LED_PIN           GPIO_Pin_0| GPIO_Pin_1| GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3| \
                          GPIO_Pin_4| GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6| GPIO_Pin_7
#define LED_PORT          GPIOB
#define LED_CLK           RCC_APB2Periph_GPIOB

// 函数声明
extern void LED_Init(void);
void LED_On(unsigned char Led_PIN);
void LED_Off(unsigned char Led_PIN);
void LED_Covert(unsigned char Led_PIN);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

TF_LED.c - 实现文件

1. LED初始化

void LED_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(LED_CLK, ENABLE);    // 使能GPIOB时钟

    // JTAG重映射：禁用JTAG，保留SWD调试功能
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);             // 开启AFIO时钟
    GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);         // 禁用JTAG，使能SWD

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED_PIN;                // PB0-PB7
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;      // 推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;     // 输出速度10MHz
    GPIO_Init(LED_PORT, &GPIO_InitStructure);             // 初始化GPIOB

    GPIO_ResetBits(LED_PORT, LED_PIN);                    // 所有LED初始化为熄灭状态
}

JTAG 重映射说明:

STM32 的 PB3、PB4 引脚默认被 JTAG 调试接口占用：

PB3: JTAG_TDO
PB4: JTAG_NTRST

如果要使用这些引脚作为普通 GPIO，需要重映射 JTAG 功能：

重映射模式	JTAG功能	SWD功能	说明
无重映射	✅ 使能	✅ 使能	默认状态，JTAG和SWD都可用
JTAGDisable	❌ 禁用	✅ 使能	禁用JTAG，保留SWD ⬅️ 本例使用
完全禁用	❌ 禁用	❌ 禁用	释放所有调试引脚（不推荐）

本项目配置:

GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);

禁用 JTAG 功能，释放 PB3、PB4 引脚
保留 SWD 调试功能（PA13/SWDIO、PA14/SWCLK）
✅ 推荐配置: 既能使用 PB3/PB4，又能保留调试功能

GPIO 模式说明:

模式	说明	适用场景
`GPIO_Mode_Out_PP`	推挽输出	LED、继电器等需要高/低电平驱动的场景 ⬅️ 本例使用
`GPIO_Mode_Out_OD`	开漏输出	I2C、单总线等需要外部上拉的场景
`GPIO_Mode_IN_FLOATING`	浮空输入	按键检测（配合上拉/下拉电阻）
`GPIO_Mode_IPU`	上拉输入	按键检测（内部上拉）
`GPIO_Mode_IPD`	下拉输入	按键检测（内部下拉）

2. LED 点亮函数

void LED_On(unsigned char Led_PIN)
{
    switch(Led_PIN)
    {
        case 1: GPIO_SetBits(LED1_PORT, LED1_PIN); break;
        case 2: GPIO_SetBits(LED2_PORT, LED2_PIN); break;
        case 3: GPIO_SetBits(LED3_PORT, LED3_PIN); break;
        case 4: GPIO_SetBits(LED4_PORT, LED4_PIN); break;
        case 5: GPIO_SetBits(LED5_PORT, LED5_PIN); break;
        case 6: GPIO_SetBits(LED6_PORT, LED6_PIN); break;
        case 7: GPIO_SetBits(LED7_PORT, LED7_PIN); break;
        case 8: GPIO_SetBits(LED8_PORT, LED8_PIN); break;
        default: GPIO_SetBits(LED_PORT, LED_PIN); break;    // 点亮所有LED
    }
}

函数说明:

输入参数: 1-8 表示单个 LED，其他值点亮所有 LED
使用 GPIO_SetBits() 将对应引脚设为高电平
共阴接法: 高电平点亮 LED

3. LED 熄灭函数

void LED_Off(unsigned char Led_PIN)
{
    switch(Led_PIN)
    {
        case 1: GPIO_ResetBits(LED1_PORT, LED1_PIN); break;
        case 2: GPIO_ResetBits(LED2_PORT, LED2_PIN); break;
        case 3: GPIO_ResetBits(LED3_PORT, LED3_PIN); break;
        case 4: GPIO_ResetBits(LED4_PORT, LED4_PIN); break;
        case 5: GPIO_ResetBits(LED5_PORT, LED5_PIN); break;
        case 6: GPIO_ResetBits(LED6_PORT, LED6_PIN); break;
        case 7: GPIO_ResetBits(LED7_PORT, LED7_PIN); break;
        case 8: GPIO_ResetBits(LED8_PORT, LED8_PIN); break;
        default: GPIO_ResetBits(LED_PORT, LED_PIN); break;  // 熄灭所有LED
    }
}

函数说明:

输入参数: 1-8 表示单个 LED，其他值熄灭所有 LED
使用 GPIO_ResetBits() 将对应引脚设为低电平
共阴接法: 低电平熄灭 LED

7. 定时器配置详解

7.1 预分频器计算

STM32F103 的 TIM1 时钟来源于 APB2 总线，频率为 72MHz。

预分频作用: 将高频时钟分频为较低频率，便于计数

分频后频率 = 时钟频率 / (预分频器 + 1)
           = 72,000,000 / (7199 + 1)
           = 72,000,000 / 7200
           = 10,000 Hz
           = 10 KHz

此时计数器每计一次的时间间隔为:

T_count = 1 / 10,000 = 0.0001 秒 = 0.1 毫秒

7.2 自动重装载值计算

重装载值作用: 设定计数器的计数范围

定时时间 = T_count × (重装载值 + 1)
         = 0.0001 × (4999 + 1)
         = 0.0001 × 5000
         = 0.5 秒
         = 500 毫秒

7.3 定时周期调整方法

如需修改定时周期，可以通过以下方式：

方法1: 修改预分频器（推荐用于大范围调整）

// 定时1秒（1000ms）
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = (7200-1);     // 保持不变
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = (10000-1);      // 修改为9999

// 定时100ms
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = (7200-1);     // 保持不变
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = (1000-1);       // 修改为999

方法2: 修改自动重装载值（推荐用于小范围调整）

// 定时250ms
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = (7200-1);     // 保持不变
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = (2500-1);       // 修改为2499

// 定时1ms
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = (72-1);       // 修改为71（1MHz）
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = (1000-1);       // 修改为999

常用定时周期配置表

定时周期	预分频器	自动重装载值	计算公式
1 ms	71	999	(72M/72) × 1000 = 1ms
10 ms	719	999	(72M/720) × 1000 = 10ms
100 ms	7199	999	(72M/7200) × 1000 = 100ms
500 ms	7199	4999	(72M/7200) × 5000 = 500ms ⬅️ 本例
1 s	7199	9999	(72M/7200) × 10000 = 1s
2 s	7199	19999	(72M/7200) × 20000 = 2s

7.4 定时器中断频率限制

理论上，定时器可以配置的最短周期为：

T_min = 1 / 72MHz = 13.9 纳秒

但实际应用中，需考虑：

中断处理时间: 中断服务函数的执行时间不能超过定时周期
CPU占用率: 频繁中断会占用大量 CPU 资源
系统响应性: 高频中断可能影响其他任务的执行

建议:

定时周期 ≥ 100μs（10KHz）
中断处理时间 < 定时周期的 50%
多个中断时，合理分配优先级

8. 中断机制

8.1 STM32 中断系统架构

外设产生中断请求
        ↓
NVIC（嵌套向量中断控制器）
        ↓
判断中断优先级
        ↓
保存当前上下文
        ↓
跳转到中断向量表
        ↓
执行中断服务函数
        ↓
恢复上下文
        ↓
返回主程序

8.2 NVIC 优先级配置

中断优先级分组 (本例使用 Group 2):

NVIC_PriorityGroup_2:
    - 抢占优先级: 2 位 (0-3)
    - 子优先级: 2 位 (0-3)

优先级判断规则:

抢占优先级高的中断可以打断正在执行的低抢占优先级中断
抢占优先级相同时，子优先级高的先响应
抢占和子优先级都相同时，按中断号决定（号小的先响应）

优先级配置示例:

// TIM1 中断（本例）
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;  // 最高抢占优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;         // 最高子优先级

// 假设系统中还有其他中断
// USART1 中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;  // 次高抢占优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;         // 最高子优先级

// EXTI 外部中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;  // 较低抢占优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;         // 次高子优先级

中断响应顺序:

TIM1 (抢占0, 子0) > USART1 (抢占1, 子0) > EXTI (抢占2, 子1)

8.3 中断嵌套场景

场景 1: TIM1 中断执行时，USART1 中断到来

主程序运行
    ↓
TIM1中断触发 (抢占0)
    ↓
正在执行TIM1_UP_IRQHandler
    ↓
USART1中断触发 (抢占1)
    ↓
❌ 抢占优先级低，等待TIM1中断完成
    ↓
TIM1中断返回
    ↓
立即响应USART1中断
    ↓
返回主程序

场景 2: USART1 中断执行时，TIM1 中断到来

主程序运行
    ↓
USART1中断触发 (抢占1)
    ↓
正在执行USART1_IRQHandler
    ↓
TIM1中断触发 (抢占0)
    ↓
✅ 抢占优先级高，立即打断USART1中断
    ↓
执行TIM1_UP_IRQHandler
    ↓
TIM1中断返回
    ↓
继续执行USART1中断
    ↓
USART1中断返回
    ↓
返回主程序

8.4 中断编程注意事项

必须清除中断标志位
```
TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_IT_Update);  // ⚠️ 必须执行
```
- 否则会一直触发中断，导致程序卡死

中断函数应尽量短小

// ❌ 不推荐：在中断中执行耗时操作
void TIM1_UP_IRQHandler(void) {
    for(int i=0; i<10000; i++) { /* 长时间循环 */ }
}

// ✅ 推荐：只做必要的操作
void TIM1_UP_IRQHandler(void) {
    TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_IT_Update);
    flag1 = ~flag1;  // 快速翻转标志位
}

避免在中断中调用阻塞函数

// ❌ 禁止：在中断中使用延时
void TIM1_UP_IRQHandler(void) {
    delay_ms(100);  // 错误！
}

共享变量使用 volatile 关键字

volatile unsigned char flag1 = 0;  // 防止编译器优化

关键代码段保护

// 主程序中读取多字节变量时，禁用中断
__disable_irq();           // 关闭全局中断
uint32_t temp = counter;   // 读取共享变量
__enable_irq();            // 恢复全局中断

9. 使用说明

9.1 开发环境

IDE: Keil MDK-ARM V5.x
编译器: ARMCC V5.06 或更高版本
调试器: J-Link / ST-Link
下载工具: J-Link / ST-Link / 串口ISP

9.2 编译步骤

打开工程
- 双击 MDK/TEST_CODE.uvproj 打开 Keil 工程
选择目标芯片
- 确认芯片型号为 STM32F103C8（64K Flash）
配置编译选项
- Target: STM32F103C8
- Crystal: 8.0 MHz (外部晶振)
编译工程
- 点击 Project → Build Target (F7)
- 或点击工具栏编译按钮

查看编译结果

Program Size: Code=xxxx RO-data=xxx RW-data=xx ZI-data=xxx
"TEST_CODE" - 0 Error(s), 0 Warning(s).

9.3 下载与调试

使用 J-Link 下载

连接硬件

J-Link          STM32F103C8T6
VTref   ----    3.3V
GND     ----    GND
SWDIO   ----    PA13 (SWDIO)
SWCLK   ----    PA14 (SWCLK)

配置下载选项
- Options for Target → Debug → 选择 J-Link/J-Trace Cortex
- Settings → 确认芯片检测成功
下载程序
- 点击 Flash → Download (F8)
- 等待下载完成

使用 ST-Link 下载

连接硬件

ST-Link         STM32F103C8T6
VDD     ----    3.3V
GND     ----    GND
SWDIO   ----    PA13 (SWDIO)
SWCLK   ----    PA14 (SWCLK)

配置下载选项
- Options for Target → Debug → 选择 ST-Link Debugger
- Settings → 确认芯片检测成功
下载程序
- 点击 Flash → Download (F8)

9.4 运行效果

预期现象:

程序下载完成后，LED1 开始闪烁
闪烁周期: 亮 500ms → 灭 500ms → 亮 500ms ...
闪烁频率: 1Hz（每秒闪烁1次）

效果验证:

使用秒表测量 LED 闪烁周期，应为 1.0 秒 ± 0.01 秒
长时间运行不应有累积误差（硬件定时器精度高）

9.5 调试方法

在线调试

进入调试模式
- 点击 Debug → Start/Stop Debug Session (Ctrl+F5)
设置断点
- 在 TIM1_UP_IRQHandler 函数中设置断点
- 点击行号左侧，出现红点表示断点设置成功
运行程序
- 点击 Debug → Run (F5)
- 程序会在断点处暂停
查看变量
- 在 Watch 窗口添加 flag1 变量
- 每次中断触发时，观察 flag1 的值变化
单步执行
- F10: 单步跳过（Step Over）
- F11: 单步进入（Step Into）
- Shift+F11: 跳出函数（Step Out）

逻辑分析仪调试

// 在中断中翻转额外的GPIO，用于测量定时精度
void TIM1_UP_IRQHandler(void) {
    if(TIM_GetITStatus(TIM1, TIM_IT_Update) != RESET) {
        TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_IT_Update);

        GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, !GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0));

        flag1 = ~flag1;
        if(flag1 == 0) {
            LED_On(1);
        } else {
            LED_Off(1);
        }
    }
}

使用逻辑分析仪连接 PA0，测量翻转周期，应为 500ms。

10. 常见问题

问题 1: LED 不闪烁

可能原因:

❌ 定时器时钟未使能
❌ 定时器中断未使能
❌ NVIC 中断未配置
❌ LED 硬件连接错误

排查步骤:

// 1. 检查时钟使能
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);  // 必须有

// 2. 检查中断使能
TIM_ITConfig(TIM1, TIM_IT_Update, ENABLE);            // 必须有

// 3. 检查定时器启动
TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);                                // 必须有

// 4. 检查NVIC配置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;       // 必须有

解决方案:

在调试模式下，在 TIM1_UP_IRQHandler 设置断点
如果断点未触发，说明中断配置有问题
如果断点触发，但 LED 不亮，检查 LED 硬件连接

问题 2: LED 闪烁不规律

可能原因:

❌ 中断标志位未清除
❌ 定时器参数配置错误
❌ 时钟频率设置错误

排查步骤:

// 1. 必须清除中断标志位
void TIM1_UP_IRQHandler(void) {
    if(TIM_GetITStatus(TIM1, TIM_IT_Update) != RESET) {
        TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_IT_Update);  // ⚠️ 关键！
        // ...
    }
}

// 2. 检查系统时钟配置（在 system_stm32f10x.c）
// 确保 SYSCLK = 72MHz, APB2 = 72MHz

问题 3: PB3、PB4 引脚无法控制 LED

可能原因: ❌ JTAG 功能未重映射，PB3/PB4 被 JTAG 占用

解决方案:

void LED_Init(void) {
    // 必须添加以下代码
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
    GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);  // ⚠️ 关键！

    // ... 其他初始化代码
}

问题 4: 下载后程序不运行

可能原因:

❌ BOOT0 引脚配置错误
❌ 程序跳转到错误地址
❌ Flash 未写入成功

排查步骤:

BOOT0	BOOT1	启动模式	说明
0	X	从Flash启动	正常运行模式 ⬅️ 应使用此模式
1	0	从系统存储器启动	用于ISP下载
1	1	从SRAM启动	用于调试

解决方案:

确保 BOOT0 接 GND（或拨码开关置0）
重新上电或按复位键
使用 STM32 ST-Link Utility 检查 Flash 内容

问题 5: 定时不准确

可能原因:

❌ 外部晶振频率错误
❌ 系统时钟配置错误
❌ 定时器参数计算错误

排查步骤:

// 1. 检查外部晶振频率（通常为 8MHz）
// 在 stm32f10x.h 中确认：
#define HSE_VALUE    ((uint32_t)8000000)  // 外部高速晶振频率

// 2. 检查系统时钟配置
// 在 SystemInit() 函数中确认 SYSCLK = 72MHz

// 3. 重新计算定时器参数
// T = ((1+Prescaler)/72MHz) × (1+Period)

问题 6: 程序卡在中断中

可能原因: ❌ 中断标志位未清除，导致一直重复进入中断

解决方案:

void TIM1_UP_IRQHandler(void) {
    // ⚠️ 第一时间清除中断标志位
    TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_IT_Update);  // 必须放在最前面！

    // 然后再处理其他逻辑
    flag1 = ~flag1;
    if(flag1 == 0) {
        LED_On(1);
    } else {
        LED_Off(1);
    }
}

1. 项目概述​

技术要点​

2. 硬件平台​

主控芯片​

外设资源​

硬件连接​

3. 项目结构​

4. 功能说明​

系统工作流程​

功能特点​

5. 定时器原理​

STM32 定时器简介​

TIM1 特点​

定时器计数原理​

定时器工作过程​

6. 代码详解​

6.1 主程序 (main.c)​

完整代码​

代码说明​

6.2 定时器驱动 (TF_Timer)​

TF_Timer.h - 头文件​

TF_Timer.c - 实现文件​

1. 中断优先级配置​

2. 定时器初始化​

3. 中断服务函数​

6.3 LED驱动 (TF_LED)​

TF_LED.h - 头文件​

TF_LED.c - 实现文件​

1. LED初始化​

2. LED 点亮函数​

3. LED 熄灭函数​

7. 定时器配置详解​

7.1 预分频器计算​

7.2 自动重装载值计算​

7.3 定时周期调整方法​

方法1: 修改预分频器（推荐用于大范围调整）​

方法2: 修改自动重装载值（推荐用于小范围调整）​

常用定时周期配置表​

7.4 定时器中断频率限制​

8. 中断机制​

8.1 STM32 中断系统架构​

8.2 NVIC 优先级配置​

8.3 中断嵌套场景​

8.4 中断编程注意事项​

9. 使用说明​

9.1 开发环境​

9.2 编译步骤​

9.3 下载与调试​

使用 J-Link 下载​

使用 ST-Link 下载​

9.4 运行效果​

9.5 调试方法​

在线调试​

逻辑分析仪调试​

10. 常见问题​

问题 1: LED 不闪烁​

问题 2: LED 闪烁不规律​

问题 3: PB3、PB4 引脚无法控制 LED​

问题 4: 下载后程序不运行​

问题 5: 定时不准确​

问题 6: 程序卡在中断中​

1. 项目概述

技术要点

2. 硬件平台

主控芯片

外设资源

硬件连接

3. 项目结构

4. 功能说明

系统工作流程

功能特点

5. 定时器原理

STM32 定时器简介

TIM1 特点

定时器计数原理

定时器工作过程

6. 代码详解

6.1 主程序 (main.c)

完整代码

代码说明

6.2 定时器驱动 (TF_Timer)

TF_Timer.h - 头文件

TF_Timer.c - 实现文件

1. 中断优先级配置

2. 定时器初始化

3. 中断服务函数

6.3 LED驱动 (TF_LED)

TF_LED.h - 头文件

TF_LED.c - 实现文件

1. LED初始化

2. LED 点亮函数

3. LED 熄灭函数

7. 定时器配置详解

7.1 预分频器计算

7.2 自动重装载值计算

7.3 定时周期调整方法

方法1: 修改预分频器（推荐用于大范围调整）

方法2: 修改自动重装载值（推荐用于小范围调整）

常用定时周期配置表

7.4 定时器中断频率限制

8. 中断机制

8.1 STM32 中断系统架构

8.2 NVIC 优先级配置

8.3 中断嵌套场景

8.4 中断编程注意事项

9. 使用说明

9.1 开发环境

9.2 编译步骤

9.3 下载与调试

使用 J-Link 下载

使用 ST-Link 下载

9.4 运行效果

9.5 调试方法

在线调试

逻辑分析仪调试

10. 常见问题

问题 1: LED 不闪烁

问题 2: LED 闪烁不规律

问题 3: PB3、PB4 引脚无法控制 LED

问题 4: 下载后程序不运行

问题 5: 定时不准确

问题 6: 程序卡在中断中