25. 定时器的脉冲计数模式
一、脉冲计数的原理
这里，我们使用外部输入引脚（TIx）作为定时器的时钟源。关于这个外部输入引脚（TIx），我们使用 WK_UP 按键按下产生的高电平脉冲作为定时器的计数器时钟，每按下一次按键产生一次高电平脉冲，计数器加一。
外部时钟模式 1 的外部输入引脚只能是通道 1 或者通道 2 对应的 IO，通道 3或者通道 4 是不可以的。以通道 1 输入为例，外部时钟源信号通过通道 1 输入后，接下来我们用 TI1 表示该信号。TI1 分别要经过滤波器、边沿检测器后，来到 TI1FP1，被触发输入选择器选择为触发源，接着来到从模式控制器。从模式选择为外部时钟模式 1，这时候外部时钟源信号就会到达时基单元的预分频器，后面就是经过分频后就作为计数器的计数时钟了。
如果大家想时钟源信号的上升沿和下降沿，计数器都计数，可以选择 TI1F_ED 作为触发输入选择器的触发源。
假设计数器工作在递增计数模式，那么每来一个选择的边沿，计数器就加一。最后，外部时钟源信号的边沿计数个数会保存计数器寄存器中，我们只需要直接读取 CNT 的值即可。这里是没有考虑定时器溢出的情况，如果定时器溢出还需要对溢出进行处理。比如开启更新中断，定时器溢出后，在更新中断里，对溢出次数进行记录，然后用溢出次数乘以溢出一次计数的个数，再加上 CNT 现在的值，就可以得到总的计数个数了。
二、常用的寄存器
2.1、TIMx控制寄存器
TIMx_CR1 寄存器位 7（ARPE）用于控制自动重载寄存器是否进行缓冲，如果 ARPE 位置 1，ARR 起缓冲作用，即只有在更新事件发生时才会把 ARR 的值写入其影子寄存器里；如果 ARPE 位置 0，那么修改自动重载寄存器的值时，该值会马上被写入其影子寄存器中，从而立即生效。
TIMx_CR1 寄存器 CMS[6:5] 位，用于设置边沿对齐模式还是中心对齐模式。当 CMS[1:0] 位设置为 00 时，为边沿对齐模式，其它值为中心对齐模式。
TIMx_CR1 寄存器位 4 DIR 位，用于控制定时器的计数方向。设置 DIR 位为 0 时，为递增计数。设置 DIR 位为 1 时，为递减计数。当定时器配置为中心对齐模式或编码器模式时，该位为只读状态。
TIMx_CR1 寄存器位 0 CEN 位，用于使能计数器的工作，必须要设置该位为 1，计数器才会开始计数。
2.2、TIMx从模式控制寄存器
如果要让外部引脚脉冲信号作为定时器的时钟源，所以位 [2:0] 设置的值是 111，即外部时钟模式 1。位 [6:4] 是触发选择设置，TIMx_CH1 对应 TI1FP1，TIMx_CH2 则对应 TI2FP2。ETF[3:0] 和 ETPS[1:0] 分别是外部触发滤波器和外部触发预分频器，
2.3、TIMx DMA中断/使能寄存器
该寄存器用于使能/失能触发 DMA 请求、捕获/比较中断以及更新中断。我们需要用到中断来处理捕获数据，所以必须开启通道 1 的捕获比较中断，即 CC1IE 设置为 1。同时我们还需要在定时器溢出中断中累计定时器溢出的次数，所以还需要使能定时器的更新中断，即 UIE 置 1。
2.4、TIMx捕获/比较模式寄存器
该寄存器的有些位在不同模式下，功能不一样。TIMx_CCMR1 寄存器对应于通道 1 和通道 2 的设置，CCMR2 寄存器对应通道 3 和通道 4。如：TIMx_CCMR1 寄存器位 [7：0] 用于捕获/比较通道 1 的控制，而位 [15：8] 则用于捕获/比较通道 2 的控制。
其中 CC1S[1:0]，这两个位用于 CCR1 的通道配置，这里我们设置 IC1S[1:0]=01，也就是配置 IC1 映射在 TI1 上。
输入捕获 1 预分频器 IC1PSC[1:0] 设置每来几次事件执行一次捕获。这里是 1 次高电平脉冲就触发 1 次计数，所以不用分频选择 00 即可。
输入捕获 1 滤波器 IC1F[3:0]，这个用来设置输入采样频率和数字滤波器长度。其中，\(f_{CK\_INT}\) 是定时器时钟源频率。
2.5、TIMx捕获/比较使能寄存器
该寄存器控制着各个输入输出通道的开关和极性。要使能输入捕获，必须设置 CC1E=1，而 CC1P 则根据自己的需要来配置。
2.6、TIMx计数器
TIM2/TIM5 的计数寄存器是 32 位的，TIM3/TIM4 的计数寄存器都是 16 位有效的，计数模式可以是递增计数模式、递减计数模式和中心对齐计数模式。其他定时器和基本定时器一样，可以直接写该寄存器设置计数的初始值，也可以读取该寄存器获取计数器值。
2.7、TIMx预分频器
定时器的预分频寄存器都是 16 位的，即写入该寄存器的数值范围是 0 到 65535，表示 1 到 65536 分频。比如我们要 8400 分频，就往该寄存器写入 8399。
2.8、TIMx自动重载寄存器
在 F4 系列中，TIM2 和 TIM5 的自动重装载寄存器是 32 位的，其他通用定时器自动重载寄存器是低 16 位有效。该寄存器可以由 APRE 位设置是否进行缓冲。计数器的值会和自动重装寄存器影子寄存器进行比较，当两者相等，定时器就会溢出，从而发生更新事件，如果打开了更新中断，还会发生更新中断。
2.9、TIMx捕获比较寄存器
该寄存器用来存储发生捕获事件时，TIMx_CNT 的值，我们从 TIMx_CCR1 就可以读出通道 1 捕获事件发生时刻的 TIMx_CNT 值，通过两次捕获（一次上升沿捕获，一次下降沿捕获）的差值，就可以计算出高电平脉冲的宽度（注意，对于高电平脉宽太长的情况，还要计算定时器溢出的次数）。
三、定时器对应通道引脚
【1】、TIM2 对应通道引脚及其重映射
| 通道名 | 通道引脚 | 重映射通道引脚 |
|---|---|---|
| Channel 1 | PA0 | PA5/PA15 |
| Channel 2 | PA1 | PB3 |
| Channel 3 | PA2 | PB10 |
| Channel 4 | PA3 | PB11 |
【2】、TIM3 对应通道引脚及其重映射
| 通道名 | 通道引脚 | 重映射通道引脚 |
|---|---|---|
| Channel 1 | PA6 | PC6/PB4 |
| Channel 2 | PA7 | PC7/PB5 |
| Channel 3 | PB0 | PC8 |
| Channel 4 | PB1 | PC9 |
【3】、TIM4 对应通道引脚及其重映射
| 通道名 | 通道引脚 | 重映射通道引脚 |
|---|---|---|
| Channel 1 | PD12 | PB6 |
| Channel 2 | PD13 | PB7 |
| Channel 3 | PD14 | PB8 |
| Channel 4 | PD15 | PB9 |
【4】、TIM5 对应通道引脚及其重映射
| 通道名 | 通道引脚 | 重映射通道引脚 |
|---|---|---|
| Channel 1 | PA0 | |
| Channel 2 | PA1 | |
| Channel 3 | PA2 | |
| Channel 4 | PA3 |
【5】、TIM9 对应通道引脚及其重映射
| 通道名 | 通道引脚 | 重映射通道引脚 |
|---|---|---|
| Channel 1 | PE5 | PA2 |
| Channel 2 | PE6 | PA3 |
【6】、TIM10 对应通道引脚及其重映射
| 通道名 | 通道引脚 | 重映射通道引脚 |
|---|---|---|
| Channel 1 | PF6 | PB8 |
【7】、TIM11 对应通道引脚及其重映射
| 通道名 | 通道引脚 | 重映射通道引脚 |
|---|---|---|
| Channel 1 | PF7 | PB9 |
【8】、TIM12 对应通道引脚及其重映射
| 通道名 | 通道引脚 | 重映射通道引脚 |
|---|---|---|
| Channel 1 | PB14 | |
| Channel 2 | PB15 |
【9】、TIM13 对应通道引脚及其重映射
| 通道名 | 通道引脚 | 重映射通道引脚 |
|---|---|---|
| Channel 1 | PF8 | PA6 |
【10】、TIM14 对应通道引脚及其重映射
| 通道名 | 通道引脚 | 重映射通道引脚 |
|---|---|---|
| Channel 1 | PF9 | PA7 |
【11】、TIM1 对应通道引脚及其重映射
| 通道名 | 通道引脚 | 重映射通道引脚 | 互补通道名 | 互补通道引脚 | 互补重映射通道引脚 |
|---|---|---|---|---|---|
| Channel 1 | PE9 | PA8 | Channel 1N | PA7 | PE8/PB13 |
| Channel 2 | PE11 | PA9 | Channel 2N | PB0 | PE10/PB14 |
| Channel 3 | PE13 | PA10 | Channel 3N | PB1 | PE12/PB15 |
| Channel 4 | PE14 | PA11 | Channel 4N |
【12】、TIM8 对应通道引脚及其重映射
| 通道名 | 通道引脚 | 重映射通道引脚 | 互补通道名 | 互补通道引脚 | 互补重映射通道引脚 |
|---|---|---|---|---|---|
| Channel 1 | PC6 | Channel 1N | PA5 | PA7 | |
| Channel 2 | PC7 | Channel 2N | PB0 | PB14 | |
| Channel 3 | PC8 | Channel 3N | PB1 | PB15 | |
| Channel 4 | PC9 | Channel 4N |
四、脉冲计数配置步骤
4.1、使能定时器时钟和对应通道的GPIO时钟
使能高级定时器的时钟。
#define __HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE() do { \
__IO uint32_t tmpreg = 0x00U; \
SET_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_TIM1EN);\
/* Delay after an RCC peripheral clock enabling */ \
tmpreg = READ_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_TIM1EN);\
UNUSED(tmpreg); \
} while(0U)
#define __HAL_RCC_TIM8_CLK_ENABLE() do { \
__IO uint32_t tmpreg = 0x00U; \
SET_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_TIM8EN);\
/* Delay after an RCC peripheral clock enabling */ \
tmpreg = READ_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_TIM8EN);\
UNUSED(tmpreg); \
} while(0U)
使能通用定时器的时钟。
#define __HAL_RCC_TIM5_CLK_ENABLE() do { \
__IO uint32_t tmpreg = 0x00U; \
SET_BIT(RCC->APB1ENR, RCC_APB1ENR_TIM5EN);\
/* Delay after an RCC peripheral clock enabling */ \
tmpreg = READ_BIT(RCC->APB1ENR, RCC_APB1ENR_TIM5EN);\
UNUSED(tmpreg); \
} while(0U)
#define __HAL_RCC_TIM9_CLK_ENABLE() do { \
__IO uint32_t tmpreg = 0x00U; \
SET_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_TIM9EN);\
/* Delay after an RCC peripheral clock enabling */ \
tmpreg = READ_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_TIM9EN);\
UNUSED(tmpreg); \
} while(0U)
#define __HAL_RCC_TIM11_CLK_ENABLE() do { \
__IO uint32_t tmpreg = 0x00U; \
SET_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_TIM11EN);\
/* Delay after an RCC peripheral clock enabling */ \
tmpreg = READ_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_TIM11EN);\
UNUSED(tmpreg); \
} while(0U)
#define __HAL_RCC_TIM12_CLK_ENABLE() do { \
__IO uint32_t tmpreg = 0x00U; \
SET_BIT(RCC->APB1ENR, RCC_APB1ENR_TIM12EN);\
/* Delay after an RCC peripheral clock enabling */ \
tmpreg = READ_BIT(RCC->APB1ENR, RCC_APB1ENR_TIM12EN);\
UNUSED(tmpreg); \
} while(0U)
#define __HAL_RCC_TIM13_CLK_ENABLE() do { \
__IO uint32_t tmpreg = 0x00U; \
SET_BIT(RCC->APB1ENR, RCC_APB1ENR_TIM13EN);\
/* Delay after an RCC peripheral clock enabling */ \
tmpreg = READ_BIT(RCC->APB1ENR, RCC_APB1ENR_TIM13EN);\
UNUSED(tmpreg); \
} while(0U)
#define __HAL_RCC_TIM14_CLK_ENABLE() do { \
__IO uint32_t tmpreg = 0x00U; \
SET_BIT(RCC->APB1ENR, RCC_APB1ENR_TIM14EN);\
/* Delay after an RCC peripheral clock enabling */ \
tmpreg = READ_BIT(RCC->APB1ENR, RCC_APB1ENR_TIM14EN);\
UNUSED(tmpreg); \
} while(0U)
#define __HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE() do { \
__IO uint32_t tmpreg = 0x00U; \
SET_BIT(RCC->APB1ENR, RCC_APB1ENR_TIM2EN);\
/* Delay after an RCC peripheral clock enabling */ \
tmpreg = READ_BIT(RCC->APB1ENR, RCC_APB1ENR_TIM2EN);\
UNUSED(tmpreg); \
} while(0U)
#define __HAL_RCC_TIM3_CLK_ENABLE() do { \
__IO uint32_t tmpreg = 0x00U; \
SET_BIT(RCC->APB1ENR, RCC_APB1ENR_TIM3EN);\
/* Delay after an RCC peripheral clock enabling */ \
tmpreg = READ_BIT(RCC->APB1ENR, RCC_APB1ENR_TIM3EN);\
UNUSED(tmpreg); \
} while(0U)
#define __HAL_RCC_TIM4_CLK_ENABLE() do { \
__IO uint32_t tmpreg = 0x00U; \
SET_BIT(RCC->APB1ENR, RCC_APB1ENR_TIM4EN);\
/* Delay after an RCC peripheral clock enabling */ \
tmpreg = READ_BIT(RCC->APB1ENR, RCC_APB1ENR_TIM4EN);\
UNUSED(tmpreg); \
} while(0U)
#define __HAL_RCC_TIM10_CLK_ENABLE() do { \
__IO uint32_t tmpreg = 0x00U; \
SET_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_TIM10EN);\
/* Delay after an RCC peripheral clock enabling */ \
tmpreg = READ_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_TIM10EN);\
UNUSED(tmpreg); \
} while(0U)
使能定时器通道引脚对应的 GPIO 的时钟。
#define __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE() do { \
__IO uint32_t tmpreg = 0x00U; \
SET_BIT(RCC->AHB1ENR, RCC_AHB1ENR_GPIOAEN);\
/* Delay after an RCC peripheral clock enabling */ \
tmpreg = READ_BIT(RCC->AHB1ENR, RCC_AHB1ENR_GPIOAEN);\
UNUSED(tmpreg); \
} while(0U)
#define __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE() do { \
__IO uint32_t tmpreg = 0x00U; \
SET_BIT(RCC->AHB1ENR, RCC_AHB1ENR_GPIOBEN);\
/* Delay after an RCC peripheral clock enabling */ \
tmpreg = READ_BIT(RCC->AHB1ENR, RCC_AHB1ENR_GPIOBEN);\
UNUSED(tmpreg); \
} while(0U)
#define __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE() do { \
__IO uint32_t tmpreg = 0x00U; \
SET_BIT(RCC->AHB1ENR, RCC_AHB1ENR_GPIOCEN);\
/* Delay after an RCC peripheral clock enabling */ \
tmpreg = READ_BIT(RCC->AHB1ENR, RCC_AHB1ENR_GPIOCEN);\
UNUSED(tmpreg); \
} while(0U)
#define __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE() do { \
__IO uint32_t tmpreg = 0x00U; \
SET_BIT(RCC->AHB1ENR, RCC_AHB1ENR_GPIODEN);\
/* Delay after an RCC peripheral clock enabling */ \
tmpreg = READ_BIT(RCC->AHB1ENR, RCC_AHB1ENR_GPIODEN);\
UNUSED(tmpreg); \
} while(0U)
#define __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE() do { \
__IO uint32_t tmpreg = 0x00U; \
SET_BIT(RCC->AHB1ENR, RCC_AHB1ENR_GPIOEEN);\
/* Delay after an RCC peripheral clock enabling */ \
tmpreg = READ_BIT(RCC->AHB1ENR, RCC_AHB1ENR_GPIOEEN);\
UNUSED(tmpreg); \
} while(0U)
#define __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE() do { \
__IO uint32_t tmpreg = 0x00U; \
SET_BIT(RCC->AHB1ENR, RCC_AHB1ENR_GPIOFEN);\
/* Delay after an RCC peripheral clock enabling */ \
tmpreg = READ_BIT(RCC->AHB1ENR, RCC_AHB1ENR_GPIOFEN);\
UNUSED(tmpreg); \
} while(0U)
4.2、配置定时器基本工作参数
HAL 库提供定时器输入捕获的初始化函数，它的说明如下：
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_IC_Init(TIM_HandleTypeDef *htim);
其中，htim 是 TIM_HandleTypeDef 结构体类型指针变量（亦称定时器句柄），结构体定义如下：
typedef struct
{
TIM_TypeDef *Instance; // 寄存器基地址
TIM_Base_InitTypeDef Init; // 定时器初始化结构体
HAL_TIM_ActiveChannel Channel; // 定时器通道
DMA_HandleTypeDef *hdma[7]; // DMA管理结构体
HAL_LockTypeDef Lock; // 锁对象
__IO HAL_TIM_StateTypeDef State; // 定时器状态
__IO HAL_TIM_ChannelStateTypeDef ChannelState[4]; // 定时器通道状态
__IO HAL_TIM_ChannelStateTypeDef ChannelNState[4]; // 定时器互补通道状态
__IO HAL_TIM_DMABurstStateTypeDef DMABurstState; // DMA溢出状态
} TIM_HandleTypeDef;
Instance：指向定时器寄存器基地址，可选值如下：
#define TIM1 ((TIM_TypeDef *) TIM1_BASE)
#define TIM8 ((TIM_TypeDef *) TIM8_BASE)
#define TIM2 ((TIM_TypeDef *) TIM2_BASE)
#define TIM3 ((TIM_TypeDef *) TIM3_BASE)
#define TIM4 ((TIM_TypeDef *) TIM4_BASE)
#define TIM5 ((TIM_TypeDef *) TIM5_BASE)
#define TIM9 ((TIM_TypeDef *) TIM9_BASE)
#define TIM10 ((TIM_TypeDef *) TIM10_BASE)
#define TIM11 ((TIM_TypeDef *) TIM11_BASE)
#define TIM12 ((TIM_TypeDef *) TIM12_BASE)
#define TIM13 ((TIM_TypeDef *) TIM13_BASE)
#define TIM14 ((TIM_TypeDef *) TIM14_BASE)
Init：定时器初始化结构体，用于配置定时器的相关参数，它的定义如下：
typedef struct
{
uint32_t Prescaler; // 预分频系数
uint32_t CounterMode; // 计数模式
uint32_t Period; // 自动重装载值
uint32_t ClockDivision; // 时钟分频因子
uint32_t RepetitionCounter; // 重复计数器值
uint32_t AutoReloadPreload; // 自动重装载值预载入功能
} TIM_Base_InitTypeDef;
Prescaler：预分频系数，即写入预分频寄存器的值，范围 0 到 65535。
CounterMode：计数器计数模式，。
#define TIM_COUNTERMODE_UP 0x00000000U /*!< Counter used as up-counter */
#define TIM_COUNTERMODE_DOWN TIM_CR1_DIR /*!< Counter used as down-counter */
#define TIM_COUNTERMODE_CENTERALIGNED1 TIM_CR1_CMS_0 /*!< Center-aligned mode 1 */
#define TIM_COUNTERMODE_CENTERALIGNED2 TIM_CR1_CMS_1 /*!< Center-aligned mode 2 */
#define TIM_COUNTERMODE_CENTERALIGNED3 TIM_CR1_CMS /*!< Center-aligned mode 3 */
Period：自动重载值，即写入自动重载寄存器的值，范围 0 到 65535。
AutoReloadPreload：自动重载预装载使能，即控制寄存器 1（TIMx_CR1）的 ARPE 位。
#define TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE 0x00000000U /*!< TIMx_ARR register is not buffered */
#define TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE TIM_CR1_ARPE /*!< TIMx_ARR register is buffered */
该函数的返回值是 HAL_StatusTypeDef 枚举类型的值，有 4 个，分别是 HAL_OK 表示 成功，HAL_ERROR 表示 错误，HAL_BUSY 表示 忙碌，HAL_TIMEOUT 表示 超时。
typedef enum
{
HAL_OK = 0x00U, // 成功
HAL_ERROR = 0x01U, // 错误
HAL_BUSY = 0x02U, // 忙碌
HAL_TIMEOUT = 0x03U // 超时
} HAL_StatusTypeDef;
4.3、设置对应通道引脚的工作模式
HAL 库中，提供 HAL_GPIO_Init() 函数用于配置 GPIO 功能模式，初始化 GPIO。该函数的声明如下：
void HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init);
该函数的第一个形参 GPIOx 用来 指定端口号，可选值如下：
#define GPIOA ((GPIO_TypeDef *) GPIOA_BASE)
#define GPIOB ((GPIO_TypeDef *) GPIOB_BASE)
#define GPIOC ((GPIO_TypeDef *) GPIOC_BASE)
#define GPIOD ((GPIO_TypeDef *) GPIOD_BASE)
#define GPIOE ((GPIO_TypeDef *) GPIOE_BASE)
#define GPIOF ((GPIO_TypeDef *) GPIOF_BASE)
第二个参数是 GPIO_InitTypeDef 类型的结构体变量，用来 设置 GPIO 的工作模式，其定义如下：
typedef struct
{
uint32_t Pin; // 引脚号
uint32_t Mode; // 模式设置
uint32_t Pull; // 上下拉设置
uint32_t Speed; // 速度设置
uint32_t Alternate; // 复用功能设置
}GPIO_InitTypeDef;
成员 Pin 表示 引脚号，范围：GPIO_PIN_0 到 GPIO_PIN_15。
#define GPIO_PIN_0 ((uint16_t)0x0001) /* Pin 0 selected */
#define GPIO_PIN_1 ((uint16_t)0x0002) /* Pin 1 selected */
#define GPIO_PIN_2 ((uint16_t)0x0004) /* Pin 2 selected */
#define GPIO_PIN_3 ((uint16_t)0x0008) /* Pin 3 selected */
#define GPIO_PIN_4 ((uint16_t)0x0010) /* Pin 4 selected */
#define GPIO_PIN_5 ((uint16_t)0x0020) /* Pin 5 selected */
#define GPIO_PIN_6 ((uint16_t)0x0040) /* Pin 6 selected */
#define GPIO_PIN_7 ((uint16_t)0x0080) /* Pin 7 selected */
#define GPIO_PIN_8 ((uint16_t)0x0100) /* Pin 8 selected */
#define GPIO_PIN_9 ((uint16_t)0x0200) /* Pin 9 selected */
#define GPIO_PIN_10 ((uint16_t)0x0400) /* Pin 10 selected */
#define GPIO_PIN_11 ((uint16_t)0x0800) /* Pin 11 selected */
#define GPIO_PIN_12 ((uint16_t)0x1000) /* Pin 12 selected */
#define GPIO_PIN_13 ((uint16_t)0x2000) /* Pin 13 selected */
#define GPIO_PIN_14 ((uint16_t)0x4000) /* Pin 14 selected */
#define GPIO_PIN_15 ((uint16_t)0x8000) /* Pin 15 selected */
成员 Mode 是 GPIO 的 模式选择，有以下选择项：
#define GPIO_MODE_AF_PP 0x00000002U // 推挽式复用
成员 Pull 用于 配置上下拉电阻，有以下选择项：
#define GPIO_NOPULL 0x00000000U // 无上下拉
#define GPIO_PULLUP 0x00000001U // 上拉
#define GPIO_PULLDOWN 0x00000002U // 下拉
成员 Alternate 用于 配置具体的复用功能，不同的 GPIO 口可以复用的功能不同，具体可参考数据手册。
#define GPIO_AF1_TIM1 ((uint8_t)0x01) /* TIM1 Alternate Function mapping */
#define GPIO_AF1_TIM2 ((uint8_t)0x01) /* TIM2 Alternate Function mapping */
#define GPIO_AF2_TIM3 ((uint8_t)0x02) /* TIM3 Alternate Function mapping */
#define GPIO_AF2_TIM4 ((uint8_t)0x02) /* TIM4 Alternate Function mapping */
#define GPIO_AF2_TIM5 ((uint8_t)0x02) /* TIM5 Alternate Function mapping */
#define GPIO_AF3_TIM8 ((uint8_t)0x03) /* TIM8 Alternate Function mapping */
#define GPIO_AF3_TIM9 ((uint8_t)0x03) /* TIM9 Alternate Function mapping */
#define GPIO_AF3_TIM10 ((uint8_t)0x03) /* TIM10 Alternate Function mapping */
#define GPIO_AF3_TIM11 ((uint8_t)0x03) /* TIM11 Alternate Function mapping */
#define GPIO_AF9_TIM12 ((uint8_t)0x09) /* TIM12 Alternate Function mapping */
#define GPIO_AF9_TIM13 ((uint8_t)0x09) /* TIM13 Alternate Function mapping */
#define GPIO_AF9_TIM14 ((uint8_t)0x09) /* TIM14 Alternate Function mapping */
4.4、配置定时器的从模式
配置定时器的从模式。
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_SlaveConfigSynchro(TIM_HandleTypeDef *htim, const TIM_SlaveConfigTypeDef *sSlaveConfig);
其中，htim 是 TIM_HandleTypeDef 结构体类型指针变量（亦称定时器句柄）。
sSlaveConfig 是 TIM_SlaveConfigTypeDef 结构体类型指针变量，用于配置定时器的从模式。
typedef struct
{
uint32_t SlaveMode; // 从模式选择
uint32_t InputTrigger; // 输入触发源选择
uint32_t TriggerPolarity; // 输入触发极性
uint32_t TriggerPrescaler; // 输入触发预分频
uint32_t TriggerFilter; // 输入滤波器设置
} TIM_SlaveConfigTypeDef;
成员 SlaveMode 用来 从模式选择，可选值如下：
#define TIM_SLAVEMODE_TRIGGER (TIM_SMCR_SMS_2 | TIM_SMCR_SMS_1) /*!< Trigger Mode */
#define TIM_SLAVEMODE_EXTERNAL1 (TIM_SMCR_SMS_2 | TIM_SMCR_SMS_1 | TIM_SMCR_SMS_0) /*!< External Clock Mode 1 */
成员 InputTrigger 用来 输入触发源选择，可选值如下：
#define TIM_TS_TI1F_ED TIM_SMCR_TS_2 /*!< TI1 Edge Detector (TI1F_ED) */
#define TIM_TS_TI1FP1 (TIM_SMCR_TS_0 | TIM_SMCR_TS_2) /*!< Filtered Timer Input 1 (TI1FP1) */
#define TIM_TS_TI2FP2 (TIM_SMCR_TS_1 | TIM_SMCR_TS_2) /*!< Filtered Timer Input 2 (TI2FP2) */
成员 TriggerPolarity 用来 输入触发极性，可选值如下：
#define TIM_TRIGGERPOLARITY_RISING TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING /*!< Polarity for TIxFPx or TI1_ED trigger sources */
#define TIM_TRIGGERPOLARITY_FALLING TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING /*!< Polarity for TIxFPx or TI1_ED trigger sources */
#define TIM_TRIGGERPOLARITY_BOTHEDGE TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_BOTHEDGE /*!< Polarity for TIxFPx or TI1_ED trigger sources */
成员 InputTrigger 用来 输入触发预分频，可选值如下：
#define TIM_TRIGGERPRESCALER_DIV1 TIM_ETRPRESCALER_DIV1 /*!< No prescaler is used */
#define TIM_TRIGGERPRESCALER_DIV2 TIM_ETRPRESCALER_DIV2 /*!< Prescaler for External ETR Trigger: Capture performed once every 2 events. */
#define TIM_TRIGGERPRESCALER_DIV4 TIM_ETRPRESCALER_DIV4 /*!< Prescaler for External ETR Trigger: Capture performed once every 4 events. */
#define TIM_TRIGGERPRESCALER_DIV8 TIM_ETRPRESCALER_DIV8 /*!< Prescaler for External ETR Trigger: Capture performed once every 8 events. */
该函数的返回值是 HAL_StatusTypeDef 枚举类型的值，有 4 个，分别是 HAL_OK 表示 成功，HAL_ERROR 表示 错误，HAL_BUSY 表示 忙碌，HAL_TIMEOUT 表示 超时。
4.5、使能中断
4.5.1、设置中断优先级分组
HAL_NVIC_SetPriorityGrouping() 函数是设置中断优先级分组函数。其声明如下：
void HAL_NVIC_SetPriorityGrouping(uint32_t PriorityGroup);
其中，参数 PriorityGroup 是 中断优先级分组号，可以选择范围如下：
#define NVIC_PRIORITYGROUP_0 0x00000007U /*!< 0 bits for pre-emption priority
4 bits for subpriority */
#define NVIC_PRIORITYGROUP_1 0x00000006U /*!< 1 bits for pre-emption priority
3 bits for subpriority */
#define NVIC_PRIORITYGROUP_2 0x00000005U /*!< 2 bits for pre-emption priority
2 bits for subpriority */
#define NVIC_PRIORITYGROUP_3 0x00000004U /*!< 3 bits for pre-emption priority
1 bits for subpriority */
#define NVIC_PRIORITYGROUP_4 0x00000003U /*!< 4 bits for pre-emption priority
0 bits for subpriority */
这个函数在一个工程里基本只调用一次，而且是在程序 HAL 库初始化函数里面已经被调用，后续就不会再调用了。因为当后续调用设置成不同的中断优先级分组时，有可能造成前面设置好的抢占优先级和响应优先级不匹配。如果调用了多次，则以最后一次为准。
4.5.2、设置中断优先级
HAL_NVIC_SetPriority() 函数是设置中断优先级函数。其声明如下：
void HAL_NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t PreemptPriority, uint32_t SubPriority);
其中，参数 IRQn 是 中断号，可以选择范围：IRQn_Type 定义的枚举类型，定义在 stm32f407xx.h。
typedef enum
{
TIM1_BRK_TIM9_IRQn = 24, /*!< TIM1 Break interrupt and TIM9 global interrupt */
TIM1_UP_TIM10_IRQn = 25, /*!< TIM1 Update Interrupt and TIM10 global interrupt */
TIM1_TRG_COM_TIM11_IRQn = 26, /*!< TIM1 Trigger and Commutation Interrupt and TIM11 global interrupt */
TIM1_CC_IRQn = 27, /*!< TIM1 Capture Compare Interrupt */
TIM2_IRQn = 28, /*!< TIM2 global Interrupt */
TIM3_IRQn = 29, /*!< TIM3 global Interrupt */
TIM4_IRQn = 30, /*!< TIM4 global Interrupt */
TIM8_BRK_TIM12_IRQn = 43, /*!< TIM8 Break Interrupt and TIM12 global interrupt */
TIM8_UP_TIM13_IRQn = 44, /*!< TIM8 Update Interrupt and TIM13 global interrupt */
TIM8_TRG_COM_TIM14_IRQn = 45, /*!< TIM8 Trigger and Commutation Interrupt and TIM14 global interrupt */
TIM8_CC_IRQn = 46, /*!< TIM8 Capture Compare global interrupt */
TIM5_IRQn = 50, /*!< TIM5 global Interrupt */
} IRQn_Type;
参数 PreemptPriority 是 抢占优先级，可以选择范围：0 到 15，具体根据中断优先级分组决定。
参数 SubPriority 是 响应优先级，可以选择范围：0 到 15，具体根据中断优先级分组决定。
4.5.3、使能中断
HAL_NVIC_EnableIRQ() 函数是中断使能函数。其声明如下：
void HAL_NVIC_EnableIRQ(IRQn_Type IRQn);
其中，参数 IRQn 是 中断号，可以选择范围：IRQn_Type 定义的枚举类型，定义在 stm32f407xx.h。
4.6、使能定时器更新中断
#define __HAL_TIM_ENABLE_IT(__HANDLE__, __INTERRUPT__) ((__HANDLE__)->Instance->DIER |= (__INTERRUPT__))
4.7、使能捕获中断并启动计数器
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_IC_Start_IT(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel);
其中，htim 是 TIM_HandleTypeDef 结构体类型指针变量（亦称定时器句柄）。
Channel 是 定时器通道，范围：TIM_CHANNEL_1 到 TIM_CHANNEL_4。
该函数的返回值是 HAL_StatusTypeDef 枚举类型的值，有 4 个，分别是 HAL_OK 表示 成功，HAL_ERROR 表示 错误，HAL_BUSY 表示 忙碌，HAL_TIMEOUT 表示 超时。
4.8、编写中断服务函数
定时器中断服务函数为：TIMx_IRQHandler 等，当发生中断的时候，程序就会执行中断服务函数。
void TIM1_BRK_TIM9_IRQHandler(void);
void TIM1_BRK_TIM9_IRQHandler(void);
void TIM1_UP_TIM10_IRQHandler(void);
void TIM1_TRG_COM_TIM11_IRQHandler(void);
void TIM1_CC_IRQHandler(void);
void TIM2_IRQHandler(void);
void TIM3_IRQHandler(void);
void TIM4_IRQHandler(void);
void TIM5_IRQHandler(void);
void TIM8_BRK_TIM12_IRQHandler(void);
void TIM8_UP_TIM13_IRQHandler(void);
void TIM8_TRG_COM_TIM14_IRQHandler(void);
void TIM8_CC_IRQHandler(void);
HAL 库提供了一个定时器中断公共处理函数 HAL_TIM_IRQHandler()，该函数又会调用 HAL_TIM_PeriodElapsedCallback() 等一些回调函数，需要用户根据中断类型选择重定义对应的中断回调函数来处理中断程序。
HAL 库的更新中断回调函数：
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim);
HAL 库的输入捕获回调函数：
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim);
4.9、获取计数器的值
在 HAL 库中提供 __HAL_TIM_GET_COUNTER(__HANDLE__) 宏来获取计数器的值。
#define __HAL_TIM_GET_COUNTER(__HANDLE__) ((__HANDLE__)->Instance->CNT)
4.10、设置计数器的值
在 HAL 库中提供 __HAL_TIM_SET_COUNTER(__HANDLE__, __COUNTER__) 宏来获取计数器的值。
#define __HAL_TIM_SET_COUNTER(__HANDLE__, __COUNTER__) ((__HANDLE__)->Instance->CNT = (__COUNTER__))
五、原理图
通过原理图分析可以得到，KEY_UP 按键一端接高电平，另一端接 PA0 引脚，按键按下时为高电平。此时，我们可以通过定时器 5 的通道 1 来实现脉冲计数。
六、程序源码
定时器脉冲计数功能初始化函数：
TIM_HandleTypeDef g_tim5_handle;
/**
* @brief 定时器脉冲计数功能初始化函数
*
* @param htim 定时器句柄
* @param TIMx 定时器寄存器基地址，可选值: TIMx, x可选范围: 1 ~ 5, 8 ~ 14
* @param prescaler 预分频系数，可选值: 0 ~ 65535
* @param period 自动重装载值，可选值: 0 ~ 65535
* @param trigger 输入触发源，可选值: [TIM_TS_TI1F_ED, TIM_TS_TI1FP1, TIM_TS_TI2FP2]
* @param polarity 输入触发极性，可选值: [TIM_TRIGGERPOLARITY_FALLING, TIM_TRIGGERPOLARITY_RISING, TIM_TRIGGERPOLARITY_BOTHEDGE]
*/
void TIM_PC_Init(TIM_HandleTypeDef *htim, TIM_TypeDef *TIMx, uint16_t prescaler, uint16_t period, uint32_t trigger, uint32_t polarity)
{
TIM_SlaveConfigTypeDef TIM_SlaveConfigStruct = {0};
htim->Instance = TIMx; // 定时器寄存器基地址
htim->Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; // 计数模式
htim->Init.Prescaler = prescaler; // 预分频系数
htim->Init.Period = period; // 自动重装载值
HAL_TIM_IC_Init(htim);
TIM_SlaveConfigStruct.SlaveMode = TIM_SLAVEMODE_EXTERNAL1; // 外部触发模式1
TIM_SlaveConfigStruct.InputTrigger = trigger; // 输入触发源
TIM_SlaveConfigStruct.TriggerPolarity = polarity; // 输入触发极性
TIM_SlaveConfigStruct.TriggerPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; // 输入触发预分频
TIM_SlaveConfigStruct.TriggerFilter = 0; // 输入滤波器设置
HAL_TIM_SlaveConfigSynchro(htim, &TIM_SlaveConfigStruct);
}
通用定时器 TIM5 的时钟来自 APB1，当 PPRE1 ≥ 2 分频的时候，通用定时器的时钟为 APB1 时钟的 2 倍, 而 APB1 为 42M, 所以定时器时钟 = 84Mhz。这里，我们设置定时器的分频因子为 0，来一次脉冲计数一次。自动重装载值设置为 65535。在未溢出的情况下，最多可以计数 65536 次。
定时器对应通道的输入捕获底层初始化函数：
/**
* @brief 定时器输入捕获底层初始化函数
*
* @param htim 定时器句柄
*/
void HAL_TIM_IC_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
if (htim->Instance == TIM5)
{
__HAL_RCC_TIM5_CLK_ENABLE(); // 使能TIM5的时钟
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); // 使能TIM5的Channel 1对应的GPIO时钟
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0; // TIM5的Channel 1对应的GPIO引脚
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; // 复用功能
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLDOWN; // 使用下拉
GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF2_TIM5; // 复用功能选择
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM5_IRQn); // 使能定时器5中断
HAL_NVIC_SetPriority(TIM5_IRQn, 4, 0); // 设置中断优先级
}
}
定时器中断服务函数：
uint16_t g_timxchy_update_count = 0; // 定时器更新计数值
/**
* @brief 定时器5中断服务函数
*
*/
void TIM5_IRQHandler(void)
{
if (__HAL_TIM_GET_FLAG(&g_tim5_handle, TIM_FLAG_UPDATE) != RESET)
{
g_timxchy_update_count++;
}
__HAL_TIM_CLEAR_IT(&g_tim5_handle, TIM_IT_UPDATE);
}
定时器获取脉冲计数函数：
/**
* @brief 定时器获取脉冲计数函数
*
* @param htim 定时器句柄
* @param updateCount 定时器更新次数
* @return uint32_t 脉冲数
*/
uint32_t TIM_GetPluseCount(TIM_HandleTypeDef *htim, uint16_t updateCount)
{
uint32_t count = 0;
count = updateCount * 65535; // 计算溢出次数对应的计数值
count += __HAL_TIM_GET_COUNTER(htim); // 计算当前的计数值
return count;
}
定时器脉冲计数清零函数：
/**
* @brief 定时器脉冲计数清零函数
*
* @param htim 定时器句柄
* @param updateCount 定时器更新次数
*/
void TIM_ResetPluseCount(TIM_HandleTypeDef *htim, uint16_t *updateCount)
{
__HAL_TIM_DISABLE(htim); // 关闭定时器
*updateCount = 0; // 累加值清零
__HAL_TIM_SET_COUNTER(htim, 0); // 计数器清零
__HAL_TIM_ENABLE(htim); // 使能定时器
}
main() 函数内容如下：
int main(void)
{
uint16_t current_count=0, old_count=0;
HAL_Init();
System_Clock_Init(8, 336, 2, 7);
Delay_Init(168);
HAL_NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PRIORITYGROUP_4);
UART_Init(&g_usart1_handle, USART1, 115200);
TIM_PC_Init(&g_tim5_handle, TIM5, 0, 0xFFFF, TIM_TS_TI1FP1, TIM_TRIGGERPOLARITY_RISING);
printf("定时器脉冲计数测试程序！\r\n");
__HAL_TIM_ENABLE_IT(&g_tim5_handle, TIM_IT_UPDATE); // 使能更新中断
HAL_TIM_IC_Start(&g_tim5_handle, TIM_CHANNEL_1); // 使能通道输入
TIM_ResetPluseCount(&g_tim5_handle, &g_timxchy_update_count);
while (1)
{
current_count = TIM_GetPluseCount(&g_tim5_handle, g_timxchy_update_count); // 获取定时器计数值
if (old_count != current_count)
{
old_count = current_count;
printf("COUNT: %d\r\n", current_count);
}
HAL_Delay(100);
}
}
