1、準備材料

開發板（STM32F407G-DISC1）
ST-LINK/V2驅動
STM32CubeMX軟件（Version 6.10.0）
keil μVision5 IDE（MDK-Arm）
邏輯分析儀nanoDLA

2、實驗目標

使用STM32CubeMX軟件配置STM32F407通用定時器的輸出比較通道，并將其輸出到四個LED燈引腳實現LED燈流水燈效果

3、實驗流程

3.0、前提知識

STM32F407的定時器通道均可以實現輸出比較功能，輸出比較功能是利用當前計數值CNT與捕獲/比較寄存器CRR的值作比較，如果值相等就會產生輸出比較結果，此時也會產生輸出比較完成中斷或DMA請求

定時器產生的輸出比較結果可以輸出到比較通道的具體引腳上，也可以直接內部使用不輸出到引腳，具體輸出的電平由比較模式和輸出極性共同決定

輸出比較模式有①凍結：保持當前電平、②匹配時輸出有效電平、③匹配時輸出無效電平、④匹配時翻轉輸出電平、⑤強制輸出有效電平和⑥強制輸出無效電平六種模式

有效電平可以手動設置為高/低電平

3.1、CubeMX相關配置

請先閱讀“STM32CubeMX教程1 工程建立”實驗3.4.1小節配置RCC和SYS

3.1.1、時鐘樹配置

系統時鐘樹配置與上一實驗一致，均設置為STM32F407總線能達到的最高時鐘頻率，具體如下圖所示

3.1.2、外設參數配置

在Pinout ＆ Configuration頁面右邊芯片引腳預覽Pinout view中找到LED燈的四個控制引腳PD12、PD13、PD14和PD15，依次左鍵單擊并配置其功能為TIM4_CHx

然后在頁面左側功能分類欄目中點開Timers欄目，單擊欄目下的TIM4，并將其Channel1~4全部配置為Output Compare CHx

具體配置如下圖所示

然后對啟用的TIM4定時器的四個通道參數進行設置，下面對重要參數介紹

①首先對計數器參數的設置與之前講解的一致，這里不再贅述，周期設為500ms，不分頻不預裝載

②四個通道的輸出比較模式均選擇為了Toggle on match，即當比較寄存器CCR的值和當前定時器計數值CNT匹配時翻轉通道引腳輸出狀態，四個通道從上到下其比較寄存器的值CCR依次為999、1999、2999和3999，這表示在一個時鐘500ms周期內，通道1、2、3和4分別在100ms、200ms、300ms和400ms的時候翻轉其對應通道引腳的值

③輸出比較四個通達均不啟用預裝載，通道輸出有效狀態為高電平，其他的模式如其字面意思較為好理解，這里不再過多闡述

具體的參數配置如下圖所示

3.1.3、外設中斷配置

在Pinout & Configuration頁面左邊System Core/NVIC中勾選TIM4全局中斷，然后選擇合適的中斷優先級即可

3.2、生成代碼

請先閱讀“STM32CubeMX教程1 工程建立”實驗3.4.3小節配置Project Manager

單擊頁面右上角GENERATE CODE生成工程

3.2.1、外設初始化函數調用流程

在生成的工程代碼主函數main()中調用了MX_TIM4_Init()函數完成了對TIM4基本定時器參數，輸出比較通道1/2/3/4參數的配置

然后在HAL_TIM_OC_Init()函數中調用了HAL_TIM_OC_MspInit()函數對TIM4時鐘和中斷進行了使能，并對中斷優先級進行了配置

最后在MX_TIM4_Init()函數末尾調用了HAL_TIM_MspPostInit()函數對TIM4的四個輸出比較通道引腳進行了復用設置，從而完成了整個初始化過程

如下圖所示為TIM4輸出比較初始化的具體函數調用流程

3.2.2、外設中斷函數調用流程

再來看看輸出比較中斷回調函數流程，使能定時器全局中斷后在stm32f4xx_it.c中自動生成了TIM4的中斷處理函數TIM4_IRQHandler

TIM4_IRQHandler調用了HAL庫的定時器中斷處理函數HAL_TIM_IRQHandler，這個函數負責處理所有的定時器相關中斷

通過判斷中斷來源及相關寄存器，最終輸出比較事件完成的回調函數為HAL_TIM_OC_DelayElapsedCallback（或者是HAL_TIM_PWM_PulseFinishedCallback）（注釋1），該函數為虛函數，需要用戶重新實現

如下圖所示為TIM4輸出比較中斷回調的具體函數調用流程

該實驗目標不需要動態修改輸出比較的參數，因此筆者這里沒有重新在tim.c中重新實現該回調函數，需要提醒的是，輸出比較事件完成時會同時進入HAL_TIM_OC_DelayElapsedCallback和HAL_TIM_PWM_PulseFinishedCallback兩個回調函數中，因此請注意此實驗確保注釋掉PWM輸出實驗中HAL_TIM_PWM_PulseFinishedCallback函數體內動態修改占空比的代碼，否則將達不到預期效果

3.2.3、添加其他必要代碼

最后只需要在主函數中啟動定時器（注釋2），啟動輸出比較通道就可以實現本實驗目標，啟動代碼如下圖所示

源代碼如下

HAL_TIM_Base_Start(&htim4);
HAL_TIM_OC_Start(&htim4, TIM_CHANNEL_1);
HAL_TIM_OC_Start(&htim4, TIM_CHANNEL_2);
HAL_TIM_OC_Start_IT(&htim4, TIM_CHANNEL_3);
HAL_TIM_OC_Start_IT(&htim4, TIM_CHANNEL_4);

4、常用函數

/*啟動輸出比較通道*/
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_OC_Start(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel)

/*停止輸出比較通道*/
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_OC_Stop(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel)
 
/*以中斷方式啟動輸出比較通道*/
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_OC_Start_IT(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel)
 
/*停止以中斷方式啟動的輸出比較通道*/
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_OC_Stop_IT(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel)
 
/*輸出比較通道完成回調函數*/
void HAL_TIM_OC_DelayElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)

5、燒錄驗證

5.1、具體步驟

“設置TIM4的4個通道為輸出比較到通道 -> 配置TIM4基本參數及4個輸出比較通道參數 -> NVIC中勾選TIM4全局中斷并設置合適中斷優先級 -> 在主函數中使用HAL_TIM_Base_Start(&htim4)啟動定時器TIM4 -> 然后使用HAL_TIM_OC_Start_IT(&htim4, TIM_CHANNEL_x)函數開啟四個通道的輸出比較”

5.2、實驗現象

燒錄程序，上電單片機啟動后會發現開發板上的四個LED燈，按照綠、橙、紅和藍的順序依次點亮，然后不斷循環，實際現象如下圖所示

使用邏輯分析儀監測TIM4的四個輸出通道引腳，可以看出TIM4的四個通道輸出的電平翻轉周期均為500ms，并且4個通道間每個通道均間隔100ms相繼翻轉狀態

6、注釋詳解

注釋1：在生成PWM波的實驗中提到其使用的中斷回調函數HAL_TIM_PWM_PulseFinishedCallback也可以換成輸出比較完成的回調函數HAL_TIM_OC_DelayElapsedCallback，因為筆者發現在HAL庫的定時器中斷處理函數HAL_TIM_IRQHandler中，這兩個函數是同時調用的，也就是說調用函數1，函數2也會跟著調用，所以筆者認為兩個都可以使用

注釋2：筆者發現在啟動輸出比較/輸入捕獲/PWM輸出時，可以不調用定時器啟動函數，執行HAL_TIM_xx_Start/HAL_TIM_xx_Start_IT函數時會自動啟動定時器；另外HAL_TIM_OC_Start/HAL_TIM_OC_Start_IT兩個輸出比較啟動函數和HAL_TIM_PWM_Start/HAL_TIM_PWM_Start_IT兩個PWM輸出啟動函數，除了函數名和一些注釋外其函數體內的代碼一模一樣；

更多內容請瀏覽 OSnotes的CSDN博客

總結

以上是生活随笔為你收集整理的STM32CubeMX教程8 TIM 通用定时器 - 输出比较的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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