教案嵌入式应用基础（项目2第4周）定时器

无锡科技职业学院《嵌入式应用与开发》教案授课周次4授课课时4教学目标知识目标：理解定时器、计数器的概念，掌握STM8S208MB单片机的TIM1模块的配置。技能目标：能够修改TIM1更新中断服务程序，基于TIM1库函数实现流水灯闪烁。素养目标：学习宋彪同学坚持努力、勇于追求的精神，培养职业院校学生通过技能提升实现个人价值与社会贡献的职业发展观，传承精益求精的工匠精神。教学内容定时器概念时钟源概念TIM1模块TIM1库函数教学重点定时器概念时钟源概念教学难点TIM1模块TIM1库函数教学方法讲授法+演示法+任务驱动法+案例教学法教学体会或反思教学设计：（包括教学准备、课堂导入、教学实施、作业布置等各个环节的教学内容（活动安排）、教学方法和时间分配等）一、课堂导入（5分钟）本环节首先回顾项目一任务一的流水灯实验，重新审视1微秒的实现方式。不难发现，项目一中的1微秒并不是很精确，短时间内难以发觉误差，但长时间下来误差将被明显放大。因此，教师由此引出精确实现1微秒的实现方式——定时器，并明确目标——重写流水灯实验，精准控制1微秒。二、教学实施（110分钟）环节一：定时器讲授本环节首先向学生讲解定时器的基本原理，并介绍由定时器衍生的时钟源、预分频器、计数器和中断。接着，教师讲解定时器的主要功能，包括延时、周期性事件触发、产生PWM波、时间戳计时等。然后，讲解定时器的配置使用步骤，分为选择时钟源、配置预分频器、设置计数器阈值、配置中断（可选）、启动定时器等步骤。环节二：时钟源讲解在掌握定时器基本原理的基础上，本环节转入时钟源的讲解。首先，教师讲解时钟源的概念，为微控制器（MCU）及其外设提供精确的时间基准。接着，教师讲解时钟源的分类，分为内部时钟（internalclock）和外部晶振（externalcrystaloscillator），讲述其概念、优缺点及适用场景。最后引出STM8S208MB时钟源以及时钟源分频操作的方法，时钟源有4个，依次是外部高速振荡器(HSE)、外部低速振荡器(LSE)、内部高速振荡器(HIS)和内部低速振荡器(LSI)；时钟源分频操作包括配置内部高速振荡器（HSI）的分频器和配置外部高速振荡器（HSE）的分频器。环节三：硬件平台讲解本环节聚焦于STM8S单片机定时器模块的分析。首先对STM8S单片机定时器进行讲解，包括定义、用途、分类。接着对16位高级控制定时器TIM1进行讲解，包括用途、主要特性等。然后对TIM1的分频、计数模式、触发方式进行讲解。环节四：软件配置教学本环节详细讲解STM8S208MB单片机TIM1常用库函数的讲解，包括初始化（TIM1_TimeBaseInit）、使能或禁用自动重装（TIM1_ARRPreloadConfig）、使能或禁用定时器1的特定中断源（TIM1_ITConfig）、开启或关闭定时器1（TIM1_Cmd）等操作。以初始化操作为例，解析该函数的参数，包括预分频因数寄存器值、计数模式、计数周期等，向学生强调总时钟16MHz，预分频因数寄存器值需要将预分频因数减去1（如16分频则为15）。16分频，向上计数，计数完了触发中断，如果想再1ms触发中断，则计数器应该计数1000次，1MHz/1000=1kHz，正好就是1ms。环节五：代码实践学生根据讲解内容进行独立编程实践。首先编写main.c主程序，在BSP_Configuration函数中调用CLK_Configuration配置内部16M时钟1分频，调用LED_Init完成GPIO初始化，调用Tim1_Init完成定时器1的初始化，主循环空转。随后编写tim.h头文件：声明Tim1_Init初始化函数的函数原型。重点编写tim.c源文件：Tim1_Init函数调用TIM1库函数，实现计数1000次时间过去1ms，使能自动重装，数据更新中断，开定时器。接着在stm8s_it.c文件中，找到TIM1_UPD_OVF_TRG_BRK_IRQHandler函数，在其中完成手动计数业务逻辑（手动计数1000次以内，继续手动计数；手动计数满1000次，LED1~LED3亮灭状态翻转，并且手动计数清零）并清除定时器1更新标志位。教师巡回指导，协助解决时钟配置错误、引脚复用冲突等常见问题。环节六：联调测试程序编译通过后进入软硬件联合调试阶段。学生首先使用USB线链接开发板和PC机。下载程序并运行后，观察如图2.1.6所示的开发板中3个LED灯是否同时亮灭。鼓励学生对比项目一任务一和项目二任务一，发现两者的区别；并修改定时器1初始化的参数，例如使每2s切换1次LED亮灭状态，加深对TIM1的理解。三、布置作业