STM32 中断 · 定时器 · PWM 学习笔记

适合已了解 GPIO、时钟、上拉下拉等基础概念的同学（参考你的《STM32嵌入式常见名词解释.md》）。
本文用 STM32F103 + 标准外设库 V3.5.0 写法示例。笔记顺序：先补一点数电/模电基础 → 中断 → 定时器 → PWM → 综合实战。
学习建议：不要一口气读完。每读完一个部分，就打开工程把示例代码敲一遍、改一改，再进入下一部分。

第零部分：前置基础（数电 / 模电小补课）

你是跨专业进来的，没有数电模电基础没关系。但理解中断、定时器、PWM 这三个东西，本质上只需要补 4 个概念：数字信号、方波、边沿、平均电压。下面用最直白的方式讲。

0.1 数字信号与模拟信号

• 模拟信号（Analog）：电压连续变化，比如温度、声音，任何中间值都可能出现。
• 数字信号（Digital）：只有离散的几个状态。在单片机世界里，基本就两个状态——高电平（逻辑 1）和低电平（逻辑 0）。

STM32 的引脚内部其实就是一个非常快的"开关"，它要么输出高（接近 3.3V），要么输出低（接近 0V）。它天生只会说 0 和 1。理解这一点是后面所有内容的基础：单片机所有外设，本质上都是"在 0 和 1 的电压波形上做文章"。

0.2 方波、周期与频率

• 方波（Square Wave）：电压在高、低两个状态之间来回跳变的波形，画出来像一堵墙的横截面。
• 周期（T）：波形重复一次需要的时间，单位秒（s）。
• 频率（f）：一秒内波形重复多少次，单位赫兹（Hz）。频率 = 1 / 周期，即 f = 1/T。

记忆：1 MHz = 1,000,000 Hz，1 kHz = 1,000 Hz。M（兆）→ k（千）→ 基本单位，每次差 1000 倍。

0.3 时钟信号

时钟（Clock）就是一个频率固定的方波，是单片机的"节拍器"。CPU 和外设每"嗒"一下，就执行一步操作。72 MHz 的时钟，就是每秒有 7200 万个"嗒"。定时器也是靠数这些"嗒"的次数来计时的。

0.4 边沿（Edge）

方波从低跳到高的那一下叫上升沿，从高跳到低的那一下叫下降沿。

高 ——\        /‾‾‾‾\          /‾‾‾‾
     |        |     |        |
低    \______/       \______/
       ↑上升沿         ↑上升沿
        \___/
          ↑下降沿

中断很喜欢用边沿：比如"按键按下的瞬间"就是一条下降沿。单片机可以配置成"看到下降沿就停下手里的事去处理按键"。这个"看着边沿动作"的电路叫边沿检测，是数字电路的基础之一。

0.5 平均电压（理解 PWM 的关键）

这是整个文档里"模电感"最强的一个概念，但很好懂：

假设一个灯泡，我们让它在 1 秒内：0.5 秒接 3.3V，0.5 秒断电。虽然它是断续通电，但人眼和大多数负载感受到的，是一段时间里的平均电压：

平均电压 = 高电平时间 ÷ 总时间 × 高电平电压

• 3.3V 通电 50% 时间 → 平均 1.65V → 灯泡变暗一半
• 3.3V 通电 90% 时间 → 平均 2.97V → 灯泡接近全亮
• 3.3V 通电 10% 时间 → 平均 0.33V → 灯泡几乎不亮

这就是 PWM 的全部原理：数字信号只能输出 0 和 3.3V，但通过控制"高电平占多长时间的比例"，就能"骗过"负载，得到任意平均电压。调 LED 亮度、调电机转速，都是在调这个比例。这个概念（脉宽调制）学名就叫 PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）。

注意：PWM 的频率不能太低。比如 LED 用 10 Hz 的 PWM，人眼能看到明显的闪烁；用 1 kHz 以上就完全看不出来了。所以 PWM 的频率和占空比两个参数都要关心，后面定时器部分再展开。

0.6 本部分小结

第一部分：中断（Interrupt）

1.1 什么是中断——先打一个比方

想象你在写作业（这是主程序 main 的循环）。这时候电话响了——电话响就是一次"中断请求"。

• 你放下笔（保存现场：记住写到哪一页哪一题）
• 去接电话，把电话里说的事处理完（执行中断服务函数 ISR）
• 挂电话，回到书桌前继续写刚才那题（恢复现场，回到主程序）

电话铃响本身不占用你写作业的时间，只有接电话那几秒才打断你。中断也是这个道理：平时 CPU 专心跑主循环，某个事件发生时硬件强行暂停主循环，跳去执行一段专门的小函数，处理完再跳回来。 这个"跳过去"的过程，对主循环几乎是无感的。

1.2 轮询 vs 中断

一句话：轮询是"我隔一会儿看一眼"，中断是"你到了叫我"。中断是嵌入式高效编程的核心。

1.3 一次中断的完整流程

以"按键按下触发外部中断"为例：

① 事件发生：按键按下，引脚电平从高变低（产生下降沿）
② 硬件置位标志位：EXTI 检测到下降沿，把"中断标志位"置 1
③ 请求打断：EXTI 向 NVIC 发出中断请求
④ NVIC 裁决：如果这个中断使能了，且优先级允许，就通知 CPU 内核
⑤ 保存现场：CPU 自动把当前正在执行的指令地址、寄存器等压栈保存
⑥ 跳转：根据中断向量表，跳到对应的中断服务函数 ISR 执行
⑦ 处理：ISR 里执行你的代码（比如翻转 LED）
⑧ 清标志：程序里必须把步骤②的标志位清掉（否则会立刻再进一次）
⑨ 恢复现场：CPU 弹栈恢复现场，回到主程序刚才的地方继续跑

这里出现了几个名词，逐个说清楚：

• 标志位（Flag）：外设内部的一个"1 bit 记事本"，事件发生就记 1，等你读走并清零。
• NVIC：Cortex-M 内核里的"中断总管家"，负责决定"哪些中断使能、来了先处理谁"。
• 中断向量表（Vector Table）：一张表格，里面写着每个中断服务函数的入口地址。第⑤步的"跳转"就是查这张表。这张表由启动文件（startup_stm32f10x_hd.s）建立。
• ISR（Interrupt Service Routine）：中断服务函数，就是"接电话时做的事"。

1.4 中断服务函数（ISR）的铁律

ISR 虽然看起来只是普通函数，但它有几个纪律，违反就会出诡异 bug：

1. ISR 要短。在 ISR 里停留越久，主程序被耽误越久。复杂的处理应该只在 ISR 里"记个标记/保存数据"，回主循环再慢慢做。
2. ISR 里不要用延时。特别是几百毫秒的延时，会把整个系统卡死。
3. ISR 和主程序共享的变量，要加 volatile。否则编译器可能把变量优化进寄存器缓存，ISR 改了主程序看不到。volatile 就是告诉编译器"这个变量随时可能被外部改变，每次用都重新去内存读"。
4. 退出 ISR 前，一定要清除中断标志位（大部分外设）。忘了清 = 标志一直为 1 = 立刻又进中断 = 死循环卡在中断里。
5. 中断优先级、使能配置要一次做对，特别是优先级分组（见 1.5），工程开头设一次，不要中途改。

1.5 NVIC 与中断优先级

STM32F103 用的是 ARM Cortex-M3 内核，NVIC 管理所有可屏蔽中断。

优先级分组（Priority Grouping）：Cortex-M 把"优先级"拆成两部分——抢占优先级（Preemption）和从/子优先级（Sub）。整个系统用什么比例拆分，由 NVIC_PriorityGroupConfig() 决定，工程里在 main 开头调用一次：

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);   // 2 位抢占 + 2 位子优先级

规则（记住这条就够了）：

• 抢占优先级：决定能不能"插队"。抢占优先级高的中断，可以打断正在执行的、抢占优先级低的中断。
• 子优先级：只在抢占优先级相同时起决定作用，决定谁先执行，但不能互相打断。
• 数值越小，优先级越高。 0 比 3 更高优先级。

典型配置：用 Group_2，让需要实时响应的重要中断（比如定时器更新）用抢占 0，普通外设中断用抢占 1，子优先级用来细分同级别的先后。

1.6 STM32F103 常见中断源

中断向量表里每个中断源都有一个固定名字的 ISR，你只要定义同名函数，启动文件里的向量表就会自动指向它。名字错了 = 编译不报错但永远进不去，这是新手最常见的坑（见 1.10）。

1.7 外部中断 EXTI

GPIO 引脚怎么产生中断？靠 EXTI（External Interrupt，外部中断控制器）。

• STM32F103 有 16 条 EXTI 线（EXTI0 ~ EXTI15），每条线对应一个引脚编号。
• PA0、PB0、PC0... 都共用 EXTI0 这一条线，同一时间只能选其中一个引脚接到 EXTI0。这就是为什么"每个引脚都能产生中断，但同编号的引脚不能同时用"。
• 配置步骤里那行 GPIO_EXTILineConfig() 就是干这个"把 PA0 接到 EXTI0"的活。

EXTI 的触发方式（这就是 0.4 节讲的边沿的用武之地）：

1.8 标准库配置中断的"四步曲"

几乎所有中断的配置都是这个套路：

① 开启对应外设的时钟
② 配置外设本身（GPIO / 定时器 / 串口...）
③ 把外设的事件源接入 NVIC（NVIC_Init）
④ 在外设里使能"允许产生中断"（如 EXTI_LineCmd、TIM_ITConfig）
⑤ 编写对应名字的 ISR

注意 ③ 和 ④ 是两件事：NVIC 只管"内核愿不愿意受理"，外设自己的使能开关管"这个事件发不发出去"。两个都要打开，缺一个中断都不会触发。

1.9 示例：按键触发外部中断

场景：按键接 PA0，按下接地（低电平有效，需要上拉）。每次按下，中断里翻转一次 LED（假设 LED 接 PB5，低电平点亮）。

// ============ main.c ============
#include "stm32f10x.h"

void EXTI_Config(void);

int main(void)
{
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);   // ① 优先级分组，全局只设一次
    EXTI_Config();

    // 配置 PB5 为推挽输出（控制 LED）
    GPIO_InitTypeDef gpio;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    gpio.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_5;
    gpio.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    gpio.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &gpio);

    GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);    // 初始熄灭（低电平点亮，先置高）

    while (1)
    {
        // 主循环什么也不做，就等按键中断来打断
    }
}

void EXTI_Config(void)
{
    GPIO_InitTypeDef gpio;
    EXTI_InitTypeDef exti;
    NVIC_InitTypeDef nvic;

    // ① 开启 GPIOA 时钟；EXTI 要选引脚，必须同时开 AFIO 时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

    // ② 配置 PA0 为上拉输入（按键按下接地）
    gpio.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_0;
    gpio.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;      // Input Pull-Up
    gpio.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;  // 输入模式时 Speed 无实际意义，习惯写法
    GPIO_Init(GPIOA, &gpio);

    // ③ 把 PA0 映射到 EXTI0（关键！同编号引脚只能选一个）
    GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0);

    // ④ 配置 EXTI0：下降沿触发（按键按下的瞬间）
    exti.EXTI_Line    = EXTI_Line0;
    exti.EXTI_Mode    = EXTI_Mode_Interrupt;
    exti.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
    exti.EXTI_LineCmd = ENABLE;
    EXTI_Init(&exti);

    // ⑤ 把 EXTI0 接到 NVIC，使能该中断
    nvic.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;
    nvic.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
    nvic.NVIC_IRQChannelSubPriority        = 0;
    nvic.NVIC_IRQChannelCmd                = ENABLE;
    NVIC_Init(&nvic);
}

// ============ stm32f10x_it.c ============
// 中断服务函数的名字必须和向量表一致：EXTI0_IRQHandler
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
    if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) != RESET)   // ① 确认是 EXTI0 触发的
    {
        // ② 翻转 LED：读出当前输出，取反写回
        if (GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_5) == Bit_SET)
            GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);    // 亮
        else
            GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);      // 灭

        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);       // ③ 必须清标志，否则反复进中断
    }
}

1.10 中断部分的常见坑

1. ISR 名字拼错：EXTI0_IRQHandler 少个字母，编译不报错，中断却永远不进来。检查：函数名和中断向量表里写的一字不差。
2. 忘了清标志位：卡死在中断里。任何外设中断，处理完都要清对应标志。
3. 忘了开 NVIC 或忘了开外设中断使能：第 1.8 节说的两个开关缺一不可。
4. EXTI 引脚映射冲突：PA0 和 PB0 不能同时用 EXTI0。另一个口想用中断就得换别的编号引脚。
5. 共享变量不加 volatile：ISR 改、主循环读的变量必须 volatile。
6. 电平触发方式的抖动：机械按键按下瞬间电平会"弹跳"多次（抖动），一次按下可能触发好几次中断。简单处理：加几十毫秒软件消抖（见 4.2 综合实战的消抖思路）。

第二部分：定时器（Timer）

2.1 定时器是什么

定时器是一个会自动数数的硬件计数器。你告诉它"时钟每跳 N 下就报一次到"，它就闷头数，数满了就产生一个更新事件（Update Event）——可以触发中断、或翻转引脚等。数数不占用 CPU，这是它比"软件延时"强的地方。

类比：闹钟。你设好"5 分钟后响"，闹钟自己走针，到点"叮"一声（更新事件）。你该干嘛干嘛，不用盯着钟表。

2.2 定时器内部结构（一句话版）

时钟源(Timer Clock)
   │  分频
   ▼
预分频器 PSC ──→ 计数器 CNT（每来一个时钟 +1）
                    │
                    ▼
            和"重装载值 ARR"比较
                    │ 相等
                    ▼
            产生更新事件 / 更新中断

三个参数决定一切：

STMF103 通用定时器（TIM2~TIM5） 的结构就是上面这个。高级定时器（TIM1、TIM8）在此基础上多了刹车、互补输出等功能，先不管。

2.3 定时器的时钟从哪里来（容易算错的地方！）

定时器不是直接吃系统时钟，中间经过总线分频。STM32F103 的时钟树简化如下：

外部晶振 8MHz ──PLL 倍频──> SYSCLK 72MHz ──> AHB（72MHz）
                                            ├──> APB1 分频器（÷2）──> APB1 36MHz（挂 TIM2~TIM5 等）
                                            └──> APB2 分频器（÷1）──> APB2 72MHz（挂 TIM1 等）

关键规则：定时器时钟 = 所在总线时钟，但如果所在总线的分频器 ≠ 1，则定时器时钟 = 总线时钟 × 2。

典型 72MHz 配置下：

所以无论通用还是高级定时器，典型配置下都是 72 MHz。但你必须懂这个规则：如果哪天你改了 APB1 分频，通用定时器时钟就可能不是 72 MHz，公式就会算错一倍。

新手最容易犯的错：看到 APB1 = 36 MHz，就直接用 36 MHz 套公式，结果定时时间慢一倍。通用定时器要按 72 MHz 算（APB1 分频 ≠ 1 时 ×2）。

2.4 定时时长计算公式（核心公式）

每个时钟周期的时间 = 1 ÷ 定时器时钟
一个计数周期的时间 = PSC + 1 个时钟周期          （CNT 每 PSC+1 下才加 1）
计满一轮的时间     = (PSC + 1) × (ARR + 1) 个时钟周期

  定时时间 T = (ARR + 1) × (PSC + 1) ÷ 定时器时钟

为什么是 PSC+1、ARR+1？因为计数器从 0 开始数：ARR=999 表示数 0~999 共 1000 个值。初学者先记公式，理由后面 2.5 会再次出现。

例：用 TIM2（时钟 72 MHz）定时 1 秒。

1 秒 = 72,000,000 个时钟周期。把它拆成两个整数：

• 先分频 7200：PSC = 7199，得到 72M ÷ 7200 = 10 kHz（每 0.1 ms 计数一次）
• 再计 10000 次：ARR = 9999，10 kHz ÷ 10000 = 1 Hz = 1 秒

验证：T = (9999+1) × (7199+1) ÷ 72,000,000 = 10000 × 7200 ÷ 72,000,000 = 1 s ✓

推荐分两步想（这也写代码时的思路）：

第一步：PSC 把时钟分到一个"好算的中间频率"
第二步：ARR 决定数多少次 = 多少个中间频率的周期

2.5 示例：定时器中断，LED 每秒翻转一次

#include "stm32f10x.h"

void TIM2_Config(void);

int main(void)
{
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

    // LED 引脚 PB5，推挽输出
    GPIO_InitTypeDef gpio;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    gpio.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_5;
    gpio.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    gpio.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &gpio);
    GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);

    TIM2_Config();

    while (1)
    {
        // 主循环闲着，靠 TIM2 更新中断驱动
    }
}

void TIM2_Config(void)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef tim;
    NVIC_InitTypeDef nvic;

    // ① 开 TIM2 时钟（TIM2~TIM5 在 APB1 上）
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);

    // ② 配置时基：72MHz / 7200 = 10kHz，数 10000 下 = 1 秒
    tim.TIM_Prescaler         = 7199;      // PSC，分频 7200
    tim.TIM_CounterMode       = TIM_CounterMode_Up;  // 向上计数
    tim.TIM_Period            = 9999;      // ARR
    tim.TIM_ClockDivision     = TIM_CKD_DIV1;        // 滤波用，暂用 DIV1
    tim.TIM_RepetitionCounter = 0;         // 仅高级定时器(TIM1/8)有意义，这里填 0
    TIM_TimeBaseInit(TIM2, &tim);

    // ③ 打开 TIM2 的"更新中断"开关
    TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);

    // ④ 接入 NVIC
    nvic.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
    nvic.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;   // 定时器优先级设高一点
    nvic.NVIC_IRQChannelSubPriority        = 0;
    nvic.NVIC_IRQChannelCmd                = ENABLE;
    NVIC_Init(&nvic);

    // ⑤ 启动定时器（容易忘！）
    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}

// 中断服务函数，名字必须和向量表一致
void TIM2_IRQHandler(void)
{
    if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET)
    {
        TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);   // 清标志

        // 翻转 LED
        if (GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_5) == Bit_SET)
            GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);
        else
            GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);
    }
}

2.6 定时器的其他计数模式（了解即可）

2.7 定时器 → PWM 的桥梁

请记住：PSC 决定 PWM 的频率，ARR 决定 PWM 的周期（频率），CNT 用来和 CCR 比较产生 PWM 波形。 定时器不是只用来"定时"的——它同时是"波形发生器"。第三部分讲的就是：定时器把"数数"变成"输出高低电平比例可调的方波"。

第三部分：PWM（脉冲宽度调制）

3.1 复习概念

• PWM 频率：方波一秒重复多少次（0.2 节讲过）。
• 占空比（Duty Cycle）：一个周期里高电平占的比例。50% 占空比 = 一半时间高电平。

占空比 20%（频率 1kHz，周期 1ms）：
高 ‾‾‾‾       ‾‾‾‾       ‾‾‾‾       ‾‾‾‾
    |         |          |          |
低  |_________|          |__________|
    |<0.2ms>|            高电平 0.2ms
    |<----- 1ms ------->|

靠 0.5 节的平均电压原理：占空比高 → 平均电压高 → LED 亮 / 电机快。

3.2 为什么要用 PWM

3.3 定时器怎么"产生" PWM

还记得定时器的 CNT 是闷头往上数的吗？PWM 就是再给它一个对比值 CCR（Capture/Compare Register，捕获/比较寄存器）：

CNT 每来一个时钟 +1，和 CCR 比较：
  CNT < CCR  → 输出高电平
  CNT ≥ CCR  → 输出低电平
CNT 数满 ARR → 溢出回 0，一个周期结束，重新开始

CNT:     0   1   2   3   4   5   6   7   8   9   0   1 ...
CCR=3:   高  高  高  低  低  低  低  低  低  低  高  高  ...
          |<---- 3 个高 ---->|<------ 7 个低 ------>|

所以：

• ARR 决定 PWM 周期（频率）：频率 = 定时器时钟 ÷ (PSC+1) ÷ (ARR+1)
• CCR 决定占空比：占空比 = CCR ÷ (ARR+1)（近似写法 CCR ÷ ARR，ARR 较大时差别可忽略）

PWM 模式：上面"CNT<CCR 输出高"就是 PWM 模式 1；反过来（CNT<CCR 输出低）是 PWM 模式 2。绝大多数场景用模式 1 就够了。

3.4 PWM 频率与占空比计算

PWM 频率 = 定时器时钟 ÷ (PSC + 1) ÷ (ARR + 1)
占空比   = CCR ÷ (ARR + 1)         （约等于 CCR ÷ ARR）

例如：定时器 72MHz，PSC=71，ARR=999，CCR=500
  PWM 频率 = 72M ÷ 72 ÷ 1000 = 1 kHz
  占空比   = 500 ÷ 1000 = 50%

设计 PWM 的思路也是两步：先用 PSC 把频率"挤"到想要的量级，再用 ARR 定频率、CCR 定占空比。

3.5 示例 1：TIM3 输出固定占空比的 PWM（LED 半亮）

用 TIM3_CH1，引脚 PA6，输出 1 kHz、50% 占空比。

#include "stm32f10x.h"

void TIM3_PWM_Config(void);

int main(void)
{
    TIM3_PWM_Config();

    while (1)
    {
        // 主循环什么都不做，PWM 由定时器硬件持续输出
    }
}

void TIM3_PWM_Config(void)
{
    GPIO_InitTypeDef gpio;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef tim;
    TIM_OCInitTypeDef oc;

    // ① 开时钟：TIM3 在 APB1；PA6 是复用功能引脚，开 GPIOA + AFIO
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

    // ② 配置 PA6 为"复用推挽输出"——把引脚交给 TIM3 的通道1
    gpio.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_6;
    gpio.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;    // 复用推挽（区别于普通输出的 Out_PP）
    gpio.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &gpio);

    // ③ 配置时基：72M / 72 = 1MHz，ARR=999 → PWM 1kHz
    tim.TIM_Prescaler         = 71;
    tim.TIM_CounterMode       = TIM_CounterMode_Up;
    tim.TIM_Period            = 999;
    tim.TIM_ClockDivision     = TIM_CKD_DIV1;
    tim.TIM_RepetitionCounter = 0;
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &tim);

    // ④ 配置通道1为 PWM 模式1，CCR=500 → 50% 占空比
    oc.TIM_OCMode      = TIM_OCMode_PWM1;            // PWM 模式1
    oc.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;     // 使能 CH1 输出（容易忘！）
    oc.TIM_Pulse       = 500;                        // 就是 CCR1
    oc.TIM_OCPolarity  = TIM_OCPolarity_High;        // 高电平有效
    TIM_OC1Init(TIM3, &oc);

    // ⑤ 使能预装载：中途改 CCR 时，等当前周期结束才生效，避免毛刺（见 3.7）
    TIM_OC1PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);
    TIM_ARRPreloadConfig(TIM3, ENABLE);

    // ⑥ 启动定时器
    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}

随时调整亮度：运行时只要一行 TIM_SetCompare1(TIM3, 新值); 就能改占空比（0~999）。LED 越亮还是越暗，取决于你的开发板 LED 是"高电平点亮"还是"低电平点亮"，看原理图确认，必要时把 TIM_OCPolarity 设为 TIM_OCPolarity_Low。

3.6 示例 2：呼吸灯（定时器 + 中断 + PWM 三合一）

LED 从灭慢慢变亮、再慢慢变暗，循环往复。亮度 = 占空比，所以周期性地把 CCR 从 0 调到最大再调回来即可。

这里体现一个工程上的矛盾（很有价值）：

• PWM 频率要够高（1kHz 以上）人才看不出闪烁 → 希望 ARR 小、频率高
• 呼吸速度要慢（1~2 秒一个来回）→ 希望"改 CCR"的动作频率要低

同一个定时器的 ARR 同时决定 PWM 频率和更新中断频率，没法两全。解决办法：用两个定时器分工——TIM3 专门出 PWM，TIM2 专门定时，在 TIM2 的更新中断里改 TIM3 的 CCR。

// TIM3：如上配置，输出 1kHz PWM（CCR 初始为 0 = 灭）
// TIM2：PSC=7199, ARR=999 → 10kHz/1000 = 每秒 10 次更新中断（即每 0.1s 步进一步）
// 组合效果：200 步 × 0.1s = 20s 一个来回？太慢。想快就把 TIM2 的 ARR 调小。

volatile uint16_t brightness = 0;   // 当前亮度 0~999
volatile uint8_t  direction  = 1;   // 1 变亮，0 变暗
// 上面两个变量被中断修改、被中断使用，加 volatile 保险

void TIM2_IRQHandler(void)
{
    if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET)
    {
        TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);

        // 每 0.1 秒步进 20，一个来回约 (999/20)*0.1*2 ≈ 10 秒，按需调整
        if (direction)
            brightness += 20;
        else
            brightness -= 20;

        if (brightness >= 999) direction = 0;
        if (brightness <= 0)   direction = 1;

        TIM_SetCompare1(TIM3, brightness);   // 改 TIM3 的 CCR
    }
}

调呼吸速度：改 20（步长）或改 TIM2 的 ARR（更新频率），两者二选一。注意 TIM2 的更新中断频率不能太低，否则呼吸会"一顿一顿"。

3.7 PWM 常见坑

1. 引脚模式配错了：输出 PWM 的引脚要配 GPIO_Mode_AF_PP（复用推挽），不是普通 Out_PP。
2. 忘了使能输出：TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable 漏了，引脚永远没波形。高级定时器（TIM1/8）还要额外 TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE) 开主输出，通用定时器不用。
3. CCR 不能超过 ARR：CCR 大于 ARR 时恒高电平（占空比视为 100%），CCR 为 0 时恒低（0%）。
4. PSC 和 ARR 搞混：PSC 分的是"输入时钟"，ARR 定的是"计数上限/周期"。写代码时对照公式逐项检查。
5. 极性搞反：LED 亮度反了（越调越暗），换 TIM_OCPolarity_Low/High。
6. 看不到波形先怀疑频率：PWM 频率低于约 100Hz 时人眼和示波器都能看出明显闪烁，别急着调亮度，先查频率数量级对不对。

第四部分：综合实战——把三者串起来

项目需求：一个按键（中断）控制呼吸灯的速度，LED 亮度用 PWM（TIM3），呼吸节奏由定时器中断（TIM2）驱动。按键每次按下，切换快 / 慢两种呼吸速度。

为什么这个项目能检验你学懂了没有：中断（按键响应 + 定时器更新）、定时器（TIM2 定时）、PWM（TIM3 输出）三样东西全都用上了，还涉及 ISR 里共享变量、优先级分组这些细节。

功能设计：

代码骨架（把前面 1.9 / 2.5 / 3.5 三份配置函数拼起来，核心逻辑如下）：

volatile uint16_t brightness = 0;
volatile uint8_t  direction  = 1;
volatile uint16_t step       = 5;     // 按键切换的变量：快=20，慢=5

void EXTI0_IRQHandler(void)            // 按键中断：切换速度
{
    if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) != RESET)
    {
        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
        if (step == 20) step = 5; else step = 20;   // 快慢切换
    }
}

void TIM2_IRQHandler(void)             // 定时器中断：步进亮度
{
    if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET)
    {
        TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
        if (direction) brightness += step;
        else           brightness -= step;
        if (brightness >= 999) direction = 0;
        if (brightness <= 0)   direction = 1;
        TIM_SetCompare1(TIM3, brightness);
    }
}

动手建议：

1. 先把 1.9、2.5、3.5 三个示例分别调通，再合体成这个项目。
2. 按键消抖：机械按键按下瞬间会弹跳，一次按下可能进好几次中断。简单的办法：EXTI 里翻转 LED 的同时，用 TIM2 延时或记时间戳做软件消抖。学有余力再研究。
3. 改成"按键一次切换亮度"、"长按加速"等，都是很好的练习。

第五部分：调试与自查清单

现象：定时器不工作 / 时间不对

• 时钟开了吗？（TIM2~TIM5 用 RCC_APB1PeriphClockCmd）

• 用了 72 MHz 还是 APB1 的 36 MHz？APB1 分频 ≠ 1 时通用定时器是 72 MHz。

• TIM_Cmd(TIMx, ENABLE) 启动了吗？

• 公式代入验算一遍：T = (ARR+1)×(PSC+1) ÷ 时钟。

现象：中断不触发

• NVIC 使能了吗（NVIC_Init）？

• 外设自己的中断开关开了吗（TIM_ITConfig / EXTI_LineCmd）？

• ISR 函数名和向量表一致吗？EXTI0_IRQHandler 不是 EXTI0_IRQ_Handler。

• EXTI 记得做引脚映射 GPIO_EXTILineConfig 吗？

• 别忘了开 AFIO 时钟。

现象：中断反复进入 / 卡死

• 清标志位了吗？（每个外设都有对应的 xxx_ClearITPendingBit）

现象：PWM 没有输出 / 波形不对

• GPIO 配的是 GPIO_Mode_AF_PP 吗？

• TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable 了吗？（TIM1/8 还要 TIM_CtrlPWMOutputs）

• 引脚和定时器通道对得上吗？（如 PA6 = TIM3_CH1，PA0 不是 TIM3_CH1）

• CCR 在 0 ~ ARR 之间吗？

通用排查顺序：先看时钟 → 再查引脚复用/模式 → 再查外设使能开关 → 最后查中断/NVIC。嵌入式 80% 的问题出在"配置没配齐"，按这个顺序逐项打勾通常能找到。

附录：本笔记用到的标准库函数速查

学习路线建议（接在本文之后）

1. 串口 USART：把变量用 printf 打印到电脑，从此"看得见"程序在干什么。学中断收发。
2. ADC：用中断 + 定时器把模拟量（电位器）读进来看，体会"数字系统接模拟世界"。
3. 输入捕获：用定时器测外部信号的频率/脉宽，反过来用中断和 PWM 的知识。
4. DMA：让外设自己搬运数据，把 CPU 彻底解放出来。

别忘了你的工具书：《STM32F10x参考手册_中文版》里"定时器"和"EXTI"两章，配合本笔记边查边看，印象更深。