Question

基于stm32的多功能时钟1——时钟显示

Answer 1

        读者们，大家好！

        接着上一章多功能时钟（绪论）的内容，在这一章中，我将介绍多功能时钟的时钟显示部分。话不多说，我们正式开始吧~

        多功能时钟，时钟显示功能是必不可少的。所以，我们利用stm32的定时器来计时。本来打算采用stm32的RTC实时时钟，但后来想，刚开始弄得时候，尽量简单一些，别一开始就给自己出难题，毕竟RTC实时时钟要配置的东西还挺多的。如果此次做得不错的话，后面可以再加RTC实时时钟。

        stm32不同于51,共有11个定时器，其中2个高级控制定时器（TIM1和TIM8），4个普通定时器（TIM2~TIM5）和2个基本定时器（TIM6和TIM7），以及2个看门狗定时器和1个系统滴答定时器。这里，我们采用普通定时器TIM2，并且开启定时器的中断，中断时间为1s，并且在中断函数里，模拟时钟的计时功能。

（1）配置嵌套中断控制器NVIC

void tim2_nvic_config(void)

{

    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;

    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;

    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;//抢占优先级为2

    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;//子优先级为0

    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

    NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);

}

        这里，我们只需对NVIC_InitStruct结构体的每个元素赋值，其中TIM2_IRQn为定时器TIM2中断线，设置优先级组为2，即抢占优先级组为4组，这里抢占优先级为2，子优先级为0，然后使能NVIC（优先级不能理解上网查询）。

（2）定时器初始化配置

void tim2_config(void)

{

    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;

    tim2_nvic_config();                                //配置NVIC

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);//开启时钟

    TIM_DeInit(TIM2);                                      //定时器2复位

    TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 2000-1;                  //自动重装载寄存器值

    TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 36000-1;              //时钟预分频数

    TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;    //采样分频

    TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数模式

    TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStruct);            //初始化TIM2

    TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);                        //清除溢出中断标志

    TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);

    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);                                      //使能时钟

}

        TIM2初始化，首先配置NVIC，打开TIM2时钟，复位TIM2。然后对TIM_TimeBaseInitStruct结构体的每个元素赋值。这里，主要阐述如何计算定时中断时间。定时器的溢出中断时间由TIM_Period和TIM_Prescaler来决定的。这里，我直接给出公式：发生中断时间=（TIM_Period+1）*（TIM_Prescaler+1）/FCLK，而FCLK为72M，所以定时1s，可以这样：TIM_Period=2000-1，TIM_Prescaler=36000-1；最后清除溢出中断标志，使能时钟即可计时。

（3）编写中断计时函数

void TIM2_IRQHandler(void)

{

    if(TIM_GetITStatus(TIM2 ,TIM_IT_Update)!=RESET)

    {

        sec++;

        if(sec>=60)

        {

            sec = 0;

            min++;

            if(min>=60)

            {

                min = 0;

                hour++;

                if(hour>=24)

                {

                    hour = 0;

                }

            }

        }

    }

    TIM_ClearITPendingBit(TIM2 ,TIM_FLAG_Update);

}

这里，先定义时、分、秒三个变量，然后在中断函数里，对时间变量的关系进行换算即可。

（4）编写时钟显示函数

        这里，我们采用LCD12864实时显示。LCD12864的相关内容，我后面在LCD库函数章节中，会专门介绍的。这里，只将时间显示即可。

    lcd_display_num_m(2, 16, hour/10);

    lcd_display_num_m(2, 24, hour%10);

    lcd_display_string(2,32,"时");

    lcd_display_num_m(2, 48, min/10);

    lcd_display_num_m(2, 56, min%10);

    lcd_display_string(2,64,"分");

    lcd_display_num_m(2, 80, sec/10);

    lcd_display_num_m(2, 88, sec%10);

    lcd_display_string(2,96,"秒");

        LCD12864的驱动函数，我跟着黄老师的视频后面写的，在老师的基础上，增加了汉字字符串显示函数。这里，看成库函数即可，只需简单的调用，显示时间就行。

（5）按键调整时间

        成功显示时间后，我们需要按键来调整时间。 我们需要设置时钟启/停键（K1），时间位选择键（K2），数值增加键（K3），数值减小键（K4）。

1.我们先对按键的GPIO进行配置，开启相应的时钟，选择相关引脚，设置浮空输入模式等。

void key_gpio_init(void)

{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    /*使能GPIO的RCC时钟*/

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);

    /*配置PB11~PB14引脚*/

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11|GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

    GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);

}

2.配置好按键的GPIO口后，编写按键扫描函数，从而达到调整时间的功能。

u8 flag,mark;//flag为定时器启停标志位,mark为位选择标志位

//mark为0表示未选中,mark为1表示选择时位,mark为2表示选择分位,mark为3表示选择秒位

void keyscan(void)

{

    if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_11)==RESET)

    {

        delay_ms(10);

        if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_11)==RESET)

        {

            flag = ~flag;

            if(!flag)

            {

                TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);

            }

            else

            {

                TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);

                mark = 0;

            }

        }while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_11)==RESET);

    }

    if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_12)==RESET)

    {

        delay_ms(10);

        if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_12)==RESET)

        {

            mark = mark>=3?0:mark+1;

        }while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_12)==RESET);

    }

    if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_13)==RESET)

    {

        delay_ms(10);

        if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_13)==RESET)

        {

            if(flag)

            {

                switch(mark)

                {

                    case 1:hour = hour<23?hour+1:0;break;

                    case 2:min = min<59?min+1:0;break;

                    case 3:sec = sec<59?sec+1:0;break;

                    default:break;

                }

            }

        }while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_13)==RESET);

    }

    if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_14)==RESET)

    {

        delay_ms(10);

        if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_14)==RESET)

        {

            if(flag)

            {

                switch(mark)

                {

                    case 1:hour = hour>0?hour-1:23;break;

                    case 2:min = min>0?min-1:59;break;

                    case 3:sec = sec>0?sec-1:59;break;

                    default:break;

                }

            }

        }while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_14)==RESET);

    }

}

        至此，我们完成了时钟显示的功能，当然，后期如果可以的话，我们可以使用stm32的RTC实时时钟资源，还可以设置闹钟、整点报时的功能。

         本章，我主要介绍了如何利用stm32的TIM定时器和GPIO资源，实现时钟显示和按键调整的功能。下一章中，我将介绍如何利用DHT11模块来测量温度和湿度，从而实现系统对环境参量的获取。