第1章：定时器中断——让芯片学会“闹钟”

各位同学好，我是你们的嵌入式讲师。今天咱们聊聊定时器中断。说实话，我刚开始学STM32时，觉得定时器就是个计数器，没啥了不起。直到有一次做电机控制项目，发现没有定时器中断，整个系统就像没装闹钟的人——要么睡过头，要么频繁看表，效率极低。

定时器中断，说白了就是让芯片内部有个“闹钟”。时间到了，它自动提醒CPU：“嘿，该干活了！”CPU放下手头的事，跑去执行中断服务函数，完事再回来继续。这种机制，让我们的程序能精确控制时间，又不浪费CPU资源。

1.1 定时器溢出中断配置流程

配置定时器中断，其实就五步。我习惯按这个顺序来，不容易漏。

1. 使能定时器时钟——没电，啥也干不了
2. 配置时基单元——设置PSC和ARR，决定定时多久
3. 使能更新中断——告诉定时器：溢出时喊我一声
4. 配置NVIC——设置中断优先级，决定谁先响应
5. 启动定时器——开始计时

嗯，这里要注意：很多人会忘记第3步。我刚开始也犯过这错，配置了半天，中断就是不触发。查了两小时，发现中断使能位没置1。你说冤不冤？

1.2 中断优先级设置

STM32的中断优先级，分抢占优先级和子优先级。抢占优先级高的，可以打断低的。子优先级相同的情况下，谁先来谁先处理。

我个人习惯：关键任务（比如电机堵转保护）给最高抢占优先级，普通任务（比如LED闪烁）给低优先级。你想想看，如果电机烧了才去处理LED闪烁，那画面太美我不敢看。

优先级分组	抢占优先级位数	子优先级位数	应用场景
NVIC_PriorityGroup_0	0	4	所有中断平等
NVIC_PriorityGroup_1	1	3	简单系统
NVIC_PriorityGroup_2	2	2	常用配置
NVIC_PriorityGroup_3	3	1	复杂系统
NVIC_PriorityGroup_4	4	0	强抢占需求

1.3 中断服务函数编写

中断服务函数，名字是固定的。比如TIM2的中断服务函数叫TIM2_IRQHandler。你写错名字，编译器不会报错，但中断永远不会执行。嗯，我当年就因为这个，对着屏幕发呆了一下午。

标准写法是这样的：

void TIM2_IRQHandler(void)
{
    if(TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET)
    {
        // 这里放你的业务代码
        // 比如：LED翻转、数据采集等
        
        TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);  // 清标志位，别忘了！
    }
}

看到那个清标志位了吗？我强调一下：不清标志位，中断会一直触发。就像闹钟响了你不按掉，它会一直响。系统就卡死在中断里，其他事都干不了。

1.4 定时周期计算

回到那个核心公式：T = (PSC+1) × (ARR+1) / Tclk

举个例子：STM32F103默认系统时钟72MHz，我想产生1ms定时。

• Tclk = 72MHz = 72,000,000 Hz
• 目标T = 0.001秒
• 我习惯先设PSC=71，这样计数器时钟 = 72M / (71+1) = 1MHz，即1us计数一次
• 那么ARR = 0.001s × 1MHz - 1 = 999

验证一下：T = (71+1) × (999+1) / 72,000,000 = 72 × 1000 / 72,000,000 = 0.001秒。完美！

1.5 实战：1ms系统滴答定时器实现

系统滴答定时器，说白了就是系统的“心跳”。很多实时操作系统都靠它来调度任务。咱们今天用TIM2来实现一个简单的1ms滴答。

完整代码：

// 定时器初始化
void TIM2_Init(void)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    
    // 1. 使能时钟
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
    
    // 2. 配置时基
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 71;        // PSC = 71
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 999;          // ARR = 999
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
    
    // 3. 使能更新中断
    TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);
    
    // 4. 配置NVIC
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    
    // 5. 启动定时器
    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}

// 全局变量，用于计数
volatile uint32_t SysTickCounter = 0;

// 中断服务函数
void TIM2_IRQHandler(void)
{
    if(TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET)
    {
        SysTickCounter++;  // 每1ms加1
        
        TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
    }
}

// 主函数
int main(void)
{
    TIM2_Init();
    
    while(1)
    {
        // 每1000ms（1秒）翻转一次LED
        if(SysTickCounter >= 1000)
        {
            SysTickCounter = 0;
            GPIO_ToggleBits(GPIOB, GPIO_Pin_0);  // 假设PB0接了LED
        }
    }
}

这段代码，我建议你亲手敲一遍。别复制粘贴，敲的过程中你会注意到很多细节。比如那个volatile关键字，不加的话，编译器可能优化掉SysTickCounter的读取，导致判断永远不成立。

好了，这一章的内容就到这。定时器中断是嵌入式开发的基石，后面讲PWM、输入捕获、编码器模式，都离不开它。建议你拿块开发板，把1ms滴答跑起来，用示波器或者逻辑分析仪看看波形，感受一下“精确到微秒”是什么体验。

---

公众号:蓝海资料掘金营，微信deep3321