定时器概述

定时器分类

定时器类型	主要功能
基本定时器	没有输入输出通道，常用作时基，即定时功能
通用定时器	具有多路独立通道，可用于输入捕获/输出比较，也可用作时基
高级定时器	除具备通用定时器所有功能外，还具备带死区控制的互补信号输出、刹车输入等功能（可用于电机控制、数字电源设计等）

特性表

滴答定时器

SystemCoreClock / 1000 表示配置 SysTick 定时器以 1ms 的间隔触发中断。具体来说，SysTick 定时器是一个递减计数器，当计数器递减到零时会触发中断，然后自动重新加载初始值继续计数。通过设置初始值为 SystemCoreClock / 1000，我们可以使 SysTick 定时器每经过 1ms 触发一次中断。

解释

SystemCoreClock 是系统核心时钟频率，单位是 Hz。它表示每秒钟内系统时钟的震荡次数。例如，如果 SystemCoreClock 是 84MHz（84,000,000 Hz），则表示每秒钟系统时钟震荡 84,000,000 次。
SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000) 将 SysTick 定时器的重装载值（reload value）设置为 SystemCoreClock / 1000。重装载值是 SysTick 计数器从这个值开始递减的初始值。
为什么是 1ms：
- 假设 SystemCoreClock 是 84MHz。
- SystemCoreClock / 1000 等于 84,000,000 / 1000 = 84,000。
- 这意味着 SysTick 计数器从 84,000 开始递减，每个时钟周期递减一次。
- 因为系统时钟频率是 84MHz，即每秒钟有 84,000,000 个时钟周期，所以每 1,000 个时钟周期表示 1ms（1,000,000 / 1,000 = 1ms）。
- 当 SysTick 计数器从 84,000 递减到 0 时，刚好经过了 1ms，然后触发中断，并重新加载为 84,000 继续递减。

SysTick_Config 函数

SysTick_Config 是一个方便的函数，用于配置 SysTick 定时器并启用中断。其原型通常如下：

1	uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks);

参数 ticks 是重装载值，即 SysTick 计数器的初始值。函数返回 0 表示配置成功，返回 1 表示配置失败。

示例

假设 SystemCoreClock 是 84MHz，下面的代码设置 SysTick 定时器每 1ms 触发一次中断：

#include "stm32f4xx.h"

volatile uint32_t tick_count = 0;

void SysTick_Handler(void) {
    tick_count++;
    if (tick_count % 1000 == 0) {
        GPIO_ToggleBits(GPIOD, GPIO_Pin_12);  // 每秒切换一次 LED 状态
    }
}

void SysTick_Init(void) {
    // 配置 SysTick 为 1ms 中断
    if (SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000)) {
        // 配置失败，进入无限循环
        while (1);
    }
}

int main(void) {
    SystemInit();  // 初始化系统时钟
    SysTick_Init();  // 初始化 SysTick

    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOD, ENABLE);

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
    GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
    GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);

    while (1) {
        // 主循环
    }
}

基本定时器

概述

基本定时器框架

影子寄存器

STM32微控制器中的"影子寄存器"通常指的是定时器（TIM）模块中的影子寄存器或ARR（自动重载寄存器）。这些影子寄存器在定时器的工作中起到重要作用，主要用于以下目的：

实现无缝的定时周期更改：定时器的自动重载寄存器（ARR）定义了计数器溢出后定时器将重新加载的值，从而决定了定时器的定时周期。通过在ARR寄存器中预先加载新的周期值，您可以实现在定时器运行时更改定时周期而无需停止定时器。这有助于实现无缝的定时控制。
防止比较匹配中断的误触发：当定时器的计数器与比较寄存器（例如CCR1、CCR2等）进行比较时，如果比较匹配，可能会触发中断或产生输出。使用影子寄存器，可以避免在计数器计数期间对比较寄存器进行更改导致误触发。影子寄存器会在计数器溢出时从ARR复制新的值，然后进行比较，从而确保比较匹配的稳定性。
支持PWM生成：在PWM生成模式下，ARR寄存器的值用于确定PWM的周期。通过定期更新ARR寄存器的值，您可以实现PWM信号的周期更改，从而控制PWM输出的频率。
提供定时器的基准值：ARR寄存器中的值通常用作定时器的基准值，用于计算各种时间延迟、周期和脉冲宽度。

我们不能直接访问影子寄存器，比如我们修改ARR寄存器中的值，那么修改之后，ARR寄存器中的值将会转移进入影子寄存器，而影子寄存器才是实际上起作用的，那么ARR寄存器实际上只是起到了一个缓冲作用

工作过程

时钟源

首先有一个内部时钟信号，这里的内部时钟信号就是来源于APB上的时钟

控制器

控制器将会产生TRGO主模式输出和复位、使能、计数信号

时基单元

通过控制器来到预分频器，通过预分频器产生一个CK_CNT的一个时钟，CNT计数器开始计时，当CNT计数器的值等于ARR的影子寄存器中的值，那么将会产生一个U（update）事件（该事件是默认产生的）或者UI（update interrupt）中断和DMA输出（我们可以配置其产生或者不产生），其中的U事件也可通过UC位可产生软件更新事件然而当有其中一个触发事件（U、UI）产生，之后将会将信号传输到NVIC中，预装载寄存器将会将它其中的值转移到影子寄存器中，这里可以设置ARPE位来管理ARR寄存器不需要有U事件发生就会将ARR中的值转移到影子寄存器中

递增模式

递减模式

中心对齐模式

定时器溢出时间

溢出的时间算出来是秒为单位

主模式触发DAC功能

STM32定时器的一个特色就是主从模式触发，它能让内部硬件在不受程序的控制下实现自动运行

在触发器缠身TRGO信号后，会使用DAC输出一段波形，需要每隔一段时间来触发一次DAC，让他输出下一个电压点

通用定时器

概述

通用用定时器包含一个 16 位或 32 位自动重载计数器，该计数器由可编程预分频器驱动。它们可用于多种用途，包括测量输入信号的脉冲宽度（输入捕获）或生成输出波形（输出比较和 PWM）。使用定时器预分频器和 RCC 时钟控制器预分频器，可将脉冲宽度和波形周期从几微秒调制到几毫秒。这些定时器彼此完全独立，不共享任何资源

基本定时器只会在更新事件产生的时候才会产生中断或者DMA请求，而通用寄存器可以在多种情况下产生中断

系统框图

功能说明

时钟源

TRGI

主要用于触发输入使用，触发输入可以触发定时器的从模式

ETR（External Trigger）

我们可以配置ETR方波作为时钟源，外部时钟源可能会不太稳定及可能有毛刺，所以需要输入滤波器，ETR引脚主要用于外部触发定时器的启动、停止或复位操作。它允许外部信号来控制定时器的启动和停止，通常用于同步多个定时器或在特定事件触发时启动定时器。

控制器产生的TRGO信号会连接到别的定时器的ITR上去，实现级联功能

计数器时钟源寄存器设置方法

计数器时钟选择类型	设置方法
内部时钟(CK_INT)	设置TIMx_SMCR的SMS=000
外部时钟模式1：外部输入引脚(TIx)	设置TIMx_SMCR的SMS=111
外部时钟模式2：外部触发输入(ETR)	设置TIMx_SMCR的ECE=1
内部触发输入(ITRx)	设置可参考STM32F10xxx参考手册_V10（中文版）.pdf，14.3.15节

外部时钟模式

外部时钟模式1

TL1_ED是双边沿的，TL1FP1、TL2FP2来源于两个不同的通道

从通道进来的信号可能不是稳定的信号，使用输入捕获滤波对信号进行处理变成稳定的高低电平

这里的信号来源于输入通道1和输入通道2的TL1FP1和TL2FP2，通道1是双边沿检测，也就是上升沿和下降沿都检测

外部时钟模式2

内部触发输入（TRGO）

使用一个定时器产生一个TRGO的信号，这个信号可以连接到ITRx，作为下一个定时器的外部时钟模式2的时钟输入源

时基单元

可编程定时器的主要模块由一个 16 位/32 位计数器及其相关的自动重装寄存器组成。此计数器可采用递增方式计数。计数器的时钟可通过预分频器进行分频。计数器、自动重载寄存器和预分频器寄存器可通过软件进行读写。即使在计数器运行时也可执行读写操作。

时基单元包括：

● 计数器寄存器 (TIMx_CNT)

● 预分频器寄存器 (TIMx_PSC)

● 自动重载寄存器 (TIMx_ARR)

自动重载寄存器是预装载的。对自动重载寄存器执行写入或读取操作时会访问预装载寄存器。预装载寄存器的内容既可以直接传送到影子寄存器，也可以在每次发生更新事件 (UEV)时传送到影子寄存器，这取决于 TIMx_CR1 寄存器中的自动重载预装载使能位 (ARPE)。当计数器达到上溢值（或者在递减计数时达到下溢值）并且 TIMx_CR1 寄存器中的 UDIS 位为0 时，将发送更新事件。该更新事件也可由软件产生。下文将针对各配置的更新事件的产生进行详细介绍。

计数器由预分频器输出 CK_CNT 提供时钟，仅当 TIMx_CR1 寄存器中的计数器启动位 (CEN)置 1 时，才会启动计数器（有关计数器使能的更多详细信息，另请参见从模式控制器的相关说明）。

请注意，真正的计数器使能信号 CNT_EN 在 CEN 置 1 的一个时钟周期后被置 1。

预分频器

预分频器可对计数器时钟频率进行分频，分频系数介于 1 到 65536 之间。该预分频器基于16 位/32 位寄存器（TIMx_PSC 寄存器）所控制的 16 位计数器。由于该控制寄存器具有缓冲功能，因此预分频器可实现实时更改。而新的预分频比将在下一更新事件发生时被采用。

输入捕获

在输入端有个xor门，如果数据选择器选择上方来源于xor门的信号时，那么输入捕获通道1的输入就是3个引脚的异或值，如果选择另外一个引脚的信号，四个输入通道就各用各的
实际上这个xor门就是为三相无刷电机服务，无刷电机有3个霍尔传感器检测转子位置，可以根据转子的位置进行换相
设计了两套滤波核边沿检测电路，经过滤波和极性选择，分别得到TI1FP1（TI1 Filter Polarity 1）和TI2FP2的信号，输入给通道（ICx）的后续电路。由图中可以看到，tim1和tim2的FP信号会交叉，交叉的目的：
- 可以灵活的切换后续捕获电路的输入（切换输入通道1和输入通道2）
- 可以将一个引脚的输入，同时映射到两个捕获单元
TRC信号来源于外部时钟模式1产生的信号，这样设计也是为了无刷电机的驱动

当信号出现一个上升沿，将会把CNT的值转运到CCR1里面去，之后将CNT清零（从模式{只有从模式有自动清零}自动执行），由于CNT已清零，那么这个时候也就是从第一个上升沿开始从零计时，直到下一次上升沿来临。所以CCR1中每次都会保存最新的一个周期内的计数值（测周法）

频率测量

测频法原理：

我们可以将闸门时间设置为1s，在这个时间段内，计上升沿的次数，就可以得到频率hz，实际上频率的概念就是在1s内的震荡次数，一般闸门时间越长，越精确，结果更新慢，数值相对稳定，适用于高频

测周法原理：

周期的倒数就是频率，只需要测出一个周期的时间，取个倒数就是频率了，实际上我们测时间也是使用定时器计次，我们使用一个标准的频率fc计次时钟来驱动计数器，从一个上升沿开始计时，一直等到下一个上升沿停止，计一个数的时间时1/fc，计n个数就是n/fc.需要信号频率低一点，数据更新快，数据跳变也非常快，结果值有噪声影响，测出来的值不会太稳定，适用于低频

图中左侧为测频法，右侧为测周法

PWMI基本结构

使用两个通道测试一个io引脚，可以同时测量两个周期和占空比

下图中CCR1捕获高电平，CCR2捕获低电平，但是这里CCR2捕获时不会自动清零

从触发CCR1的时候CNT清零，触发CCR2的时候，CCR2中的值就是一个周期内的高电平的时间，所以可以测量PWM波

输出比较（OC）

OC（Output Compare）输出比较
输出比较可以通过比较CNT与CCR寄存器值（下图中的捕获比较寄存器）的关系，来对输出电平进行置1、置0或翻转的操作，用于输出一定频率和占空比的PWM波形
每个高级定时器和通用定时器都拥有4个输出比较通道
高级定时器的前3个通道额外拥有死区生成和互补输出的功能

阴影部分是输入部分，输入值将会和影子寄存器中的值进行比较，比较出来的值将会去到输出控制中去，当产生一个compare_transfer信号时，预装载寄存器将会将值转移到影子寄存器中去

CC1s：捕获、比较1选择

将cnt和CCR比较，调节输出比较模式，比较完之后将会输出参考信号（0或1），这里的主模式就是TRGO

模式	描述
冻结	CNT=CCR时，REF保持为原状态
匹配时置有效电平	CNT=CCR时，REF置有效电平
匹配时置无效电平	CNT=CCR时，REF置无效电平
匹配时电平翻转	CNT=CCR时，REF电平翻转
强制为无效电平	CNT与CCR无效，REF强制为无效电平
强制为有效电平	CNT与CCR无效，REF强制为有效电平
PWM模式1	向上计数：CNT<CCR时，REF置有效电平，CNT≥CCR时，REF置无效电平向下计数：CNT>CCR时，REF置无效电平，CNT≤CCR时，REF置有效电平
PWM模式2	向上计数：CNT<CCR时，REF置无效电平，CNT≥CCR时，REF置有效电平向下计数：CNT>CCR时，REF置有效电平，CNT≤CCR时，REF置无效电平

主从模式触发

主模式可以将定时器内部的信号，映射到TRGO引脚上，用于触发别的外设，所以交主模式
从模式就是接收其他外设或者自身外设的一些信号，用于控制自身定时器的运行，也就是被别的信号控制

当有触发源来（ITR0….）时，选择指定的一个信号，得到TRGI，TRGI触发从模式，从模式在后面的表格中选一项操作自动执行

TIM主要函数

//恢复缺省配置
void TIM_DeInit(TIM_TypeDef* TIMx);
//时基单元初始化，参数1：选择某个定时器，参数2：配置时基单元的参数
void TIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct);
//配置输出比较通道1
void TIM_OC1Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);
void TIM_OC2Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);
void TIM_OC3Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);
void TIM_OC4Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);

void TIM_ICInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_ICInitTypeDef* TIM_ICInitStruct);
void TIM_PWMIConfig(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_ICInitTypeDef* TIM_ICInitStruct);
void TIM_BDTRConfig(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_BDTRInitTypeDef *TIM_BDTRInitStruct);
//给时基单元设置一个默认值
void TIM_TimeBaseStructInit(TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct);
void TIM_OCStructInit(TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);
void TIM_ICStructInit(TIM_ICInitTypeDef* TIM_ICInitStruct);
void TIM_BDTRStructInit(TIM_BDTRInitTypeDef* TIM_BDTRInitStruct);
//使能计数器，参数1：选择定时器，参数2：计数器状态，ENABLEN、DISABLEN
void TIM_Cmd(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);
void TIM_CtrlPWMOutputs(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);
//中断输出控制，参数1：选择定时器，参数2：配置哪个中断输出，参数3：中断输出状态
void TIM_ITConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT, FunctionalState NewState);
void TIM_GenerateEvent(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_EventSource);
void TIM_DMAConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_DMABase, uint16_t TIM_DMABurstLength);
void TIM_DMACmd(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_DMASource, FunctionalState NewState);
//选择内部时钟
void TIM_InternalClockConfig(TIM_TypeDef* TIMx);
//选择ITRx其他定时器的时钟
void TIM_ITRxExternalClockConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_InputTriggerSource);
//选择TLx捕获通道的时钟
void TIM_TIxExternalClockConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_TIxExternalCLKSource,
uint16_t TIM_ICPolarity, uint16_t ICFilter);
//选择ETR通过外部时钟模式1输入的时钟
void TIM_ETRClockMode1Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ExtTRGPrescaler, uint16_t TIM_ExtTRGPolarity,
uint16_t ExtTRGFilter);
//选择ETR通过外部时钟模式2输入的时钟
void TIM_ETRClockMode2Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ExtTRGPrescaler, 
uint16_t TIM_ExtTRGPolarity, uint16_t ExtTRGFilter);
//单独用于配置ETR函数，如时钟源极性
void TIM_ETRConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ExtTRGPrescaler, uint16_t TIM_ExtTRGPolarity,
uint16_t ExtTRGFilter);
//用于写预分频值
void TIM_PrescalerConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Prescaler, uint16_t TIM_PSCReloadMode);
//选择新的计数器模式
void TIM_CounterModeConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_CounterMode);
void TIM_SelectInputTrigger(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_InputTriggerSource);
void TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_EncoderMode,
uint16_t TIM_IC1Polarity, uint16_t TIM_IC2Polarity);
//配置强制输出模式，如果在运行中想要暂停输出并且强制输出高或者低电平
void TIM_ForcedOC1Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ForcedAction);
void TIM_ForcedOC2Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ForcedAction);
void TIM_ForcedOC3Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ForcedAction);
void TIM_ForcedOC4Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ForcedAction);
//自动重装器预装功能配置
void TIM_ARRPreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);
void TIM_SelectCOM(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);
void TIM_SelectCCDMA(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);
void TIM_CCPreloadControl(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);
//输出比较的预装功能，往影子寄存器中写入数据
void TIM_OC1PreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPreload);
void TIM_OC2PreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPreload);
void TIM_OC3PreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPreload);
void TIM_OC4PreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPreload);
//用来配置快速使能
void TIM_OC1FastConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCFast);
void TIM_OC2FastConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCFast);
void TIM_OC3FastConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCFast);
void TIM_OC4FastConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCFast);
//外部事件时清除REF信号
void TIM_ClearOC1Ref(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCClear);
void TIM_ClearOC2Ref(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCClear);
void TIM_ClearOC3Ref(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCClear);
void TIM_ClearOC4Ref(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCClear);
//用来设置输出比较的极性，带有N的就是高级定时器里互补通道的配置
void TIM_OC1PolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPolarity);
void TIM_OC1NPolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCNPolarity);
void TIM_OC2PolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPolarity);
void TIM_OC2NPolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCNPolarity);
void TIM_OC3PolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPolarity);
void TIM_OC3NPolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCNPolarity);
void TIM_OC4PolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPolarity);
//用来单独修改输出使能参数
void TIM_CCxCmd(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_Channel, uint16_t TIM_CCx);
void TIM_CCxNCmd(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_Channel, uint16_t TIM_CCxN);
//选择输出比较模式，用来单独更改输出比较模式的函数
void TIM_SelectOCxM(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_Channel, uint16_t TIM_OCMode);
void TIM_UpdateDisableConfig(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);
void TIM_UpdateRequestConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_UpdateSource);
void TIM_SelectHallSensor(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);
void TIM_SelectOnePulseMode(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OPMode);
void TIM_SelectOutputTrigger(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_TRGOSource);
void TIM_SelectSlaveMode(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_SlaveMode);
void TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_MasterSlaveMode);
//给计数器写入一个值，可以手动给一个计数值
void TIM_SetCounter(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Counter);
//给自动重装器写入一个值，可以手动给自动重装值
void TIM_SetAutoreload(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Autoreload);
//单独更改CCR寄存器值的函数，更改占空比就使用这个函数
void TIM_SetCompare1(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare1);
void TIM_SetCompare2(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare2);
void TIM_SetCompare3(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare3);
void TIM_SetCompare4(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare4);
void TIM_SetIC1Prescaler(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ICPSC);
void TIM_SetIC2Prescaler(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ICPSC);
void TIM_SetIC3Prescaler(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ICPSC);
void TIM_SetIC4Prescaler(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ICPSC);
void TIM_SetClockDivision(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_CKD);
uint16_t TIM_GetCapture1(TIM_TypeDef* TIMx);
uint16_t TIM_GetCapture2(TIM_TypeDef* TIMx);
uint16_t TIM_GetCapture3(TIM_TypeDef* TIMx);
uint16_t TIM_GetCapture4(TIM_TypeDef* TIMx);
//获取当前计数器的计数值
uint16_t TIM_GetCounter(TIM_TypeDef* TIMx);
//获取当前预分频器值
uint16_t TIM_GetPrescaler(TIM_TypeDef* TIMx);
//获取标志位
FlagStatus TIM_GetFlagStatus(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_FLAG);
//清除标志位
void TIM_ClearFlag(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_FLAG);
//获取中断状态
ITStatus TIM_GetITStatus(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT);
void TIM_ClearITPendingBit(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT);

实验

基本框架

定时中断的主要代码

在每次初始化的时候，都会进入一次中断函数，是因为在TIM_TimeBaseInit函数中会强制生成一个U或者UI，解决方案就是在开始计时器和NVIC之间将标志位清空

void Timer_Init(void){
	
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
	
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
	
	//默认使用内部时钟
	TIM_InternalClockConfig(TIM2);
	
	//时基单元的配置
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 10000 - 1;        //决定定时时间，一共有多少个数，以TIM_Prescaler的频率计TIM_Period个数
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 7200 - 1;        //决定定时时间，计数频率
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;
	TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStruct);
	
	//避免初始化完就进入中断
	TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update);
	//开启中断
	TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);
	
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
	
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
	
	//开启定时器
	TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
}

void TIM2_IRQHandler(void){
	if(TIM_GetFlagStatus(TIM2,TIM_IT_Update) == SET){
		TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_IT_Update);
	}
}

外部时钟ETR主要代码


void extern_Timer_Init(void)
{

	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	
	//使用外部时钟2模式
	TIM_ETRClockMode2Config(TIM2,TIM_ExtTRGPSC_OFF,TIM_ExtTRGPolarity_NonInverted,0x0f);
	
	//配置GPIO
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = TIM_CKD_DIV1;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
	
	//时基单元的配置
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 10 - 1;        //决定定时时间
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 1 - 1;        //决定定时时间
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;
	TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStruct);
	
	TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update);
	//开启中断
	TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);
	
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
	
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
	
	//开启定时器
	TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
}

PWM输出实验

原理

将计数器和捕获/比较寄存器中的值进行比较，当计数器值小于CCR时，为低电平，否则为高电平

参数的计算

配置

一共两种pwm模式，通过配置CCxP配置有效电平为多少

呼吸灯


void PWM_Init(void)
{
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStruct;
	
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;        //对于，普通的开漏/推挽输出，引脚的控制权来自于输出数据寄存器，
	//如果想要让定时器来控制引脚，就需要使用复用开漏/推挽输出模式，可看开漏\推挽输出图
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
	
	//时基单元的配置
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 100 - 1;        //ARR
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 720 - 1;        //PSC
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;
	TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStruct);
	
	TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update);
	
	//初始化输出比较单元
	TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStruct);        //给结构体一个默认的值
	TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
	TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
	TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
	TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = 0;        //CCR
	TIM_OC1Init(TIM2,&TIM_OCInitStruct);        //这里的OC1和手册上的引脚是对应的，这里配置的就是TIM的CH1通道，所以需要在手册上找到TIM_CH1通道的引脚，不能使用别的引脚
	
	//开启定时器
	TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
}

void PWM_SetCompare1(u16 compare)
{
	TIM_SetCompare1(TIM2,compare);
}

//通过不断改变ARR的值来改变呼吸灯的频率
int main(void){
	u8 i;;
	PWM_Init();
	while(1){
		for(i = 0;i <= 100; i++){
			PWM_SetCompare1(i);
			Delay_ms(10);
		}
		for(i = 0;i <= 100; i++){
			PWM_SetCompare1(100 - i);
			Delay_ms(10);
		}
	}
}

舵机实验

原理

如果是两条白线一条黑线，那么黑线接地，白线中间的是正极

当计数器记到500时，也就是0.5ms，舵机输出轴转角就是0度，当计数器记到2500时，舵机的输出轴转角就是180度

硬件电路

代码


void servos_PWM_Init(void)
{
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStruct;
	
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;        //对于，普通的开漏/推挽输出，引脚的控制权来自于输出数据寄存器，如果想要让定时器来控制引脚，就需要使用复用开漏/推挽输出模式，可看开漏\推挽输出图
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
	
	TIM_InternalClockConfig(TIM2);
	
	//时基单元的配置
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 20000 - 1;        //ARR
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 72 - 1;        //PSC
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;
	TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStruct);
	
	TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update);
	
	//初始化输出比较单元
	TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStruct);        //给结构体一个默认的值
	TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
	TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
	TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
	TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = 0;        //CCR
	TIM_OC1Init(TIM2,&TIM_OCInitStruct);        //这里的OC1和手册上的引脚是对应的，这里配置的就是TIM的CH1通道，所以需要在手册上找到TIM_CH1通道的引脚，不能使用别的引脚
	
	//开启定时器
	TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
}

void PWM_SetCompare1(u16 compare)
{
	TIM_SetCompare1(TIM2,compare);
}

int main(void){
	
	servos_PWM_Init();

	servou_start();
	while(1){
	}
}

直流电机实验

TB6612可以接两个电机

输入捕获测频率

测码率


//PWMI模式
void PWMI_init(void)
{
	
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	
	//默认使用内部时钟
	TIM_InternalClockConfig(TIM3);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;        
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
	
	//时基单元的配置
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 65536 - 1;        //最好设置大一点，防止计数溢出
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 72 - 1;        //决定频率
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;
	TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseInitStruct);
	
	TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStruct;
	TIM_ICInitStruct.TIM_Channel = TIM_Channel_1;
	TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter = 0x0f;
	TIM_ICInitStruct.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;
	TIM_ICInitStruct.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
	TIM_ICInitStruct.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;        //用于配置数据选择器，可以选择直连通道，也可以选择交叉通道
	TIM_PWMIConfig(TIM3,&TIM_ICInitStruct);

	//配置时钟源
	TIM_SelectInputTrigger(TIM3,TIM_TS_TI1FP1);
	
	//配置从模式为reset
	TIM_SelectSlaveMode(TIM3,TIM_SlaveMode_Reset);
	
		//开启定时器
	TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
}

//得到占空比
u32 IC_getDuty(void)
{
	u32 a = 0;
	a = TIM_GetCapture2(TIM3) * 100 / TIM_GetCapture1(TIM3);
	return TIM_GetCapture2(TIM3) * 100 / TIM_GetCapture1(TIM3);
}


void IC_init(void)
{
	
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	
	//默认使用内部时钟
	TIM_InternalClockConfig(TIM3);
	
	//配置相关GPIO
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;        
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
	
	//时基单元的配置
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 65536 - 1;        //最好设置大一点，防止计数溢出
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 72 - 1;        //决定频率
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;
	TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseInitStruct);
	
	//输入捕获配置
	TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStruct;
	TIM_ICInitStruct.TIM_Channel = TIM_Channel_1;
	TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter = 0x0f;
	TIM_ICInitStruct.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;
	TIM_ICInitStruct.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
	TIM_ICInitStruct.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;        //用于配置数据选择器，可以选择直连通道，也可以选择交叉通道
	TIM_ICInit(TIM3,&TIM_ICInitStruct);
	
	//配置时钟源
	TIM_SelectInputTrigger(TIM3,TIM_TS_TI1FP1);
	
	//配置从模式为reset
	TIM_SelectSlaveMode(TIM3,TIM_SlaveMode_Reset);
	
	//开启定时器
	TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
}

u32 IC_getFreq(void)
{
	//频率由APB2时钟除以预分频系数得到，这里的APB2频率为72MHz，预分频为72，那么得到的就是1Mhz,使用计数器的频率初一CCR中的值就可以得到待测的频率
	return 1000000 / TIM_GetCapture1(TIM3);
}

int main(void){
	
	char str[50];
	
	PWMI_init();
	PWM_Init();
	serial_init();
	
	PWM_setPrescaler(720-1);
	PWM_SetCompare1(50);
	
	while(1){
		sprintf(str,"the freq is %u Hz,the duty is %u \%\n",IC_getFreq(),IC_getDuty());  //使用串口进行测试结果的展示
		send_string(str);
	}
}

编码器测速

当一个定时器配置了编码器的接口，那么这个定时器基本上干不了其他的活了，且注意，只有通道1和通道2可以接编码器，其他通道不可以接编码器

正交编码器

输出的两个方波信号，相位差90度，超前90度或者滞后90度，分别表示正转和反转

正交信号精度更高，移位AB相都可以计次，相当于计次频率都提高了一倍

正交信号可以抗噪声，如果一个信号不变，另外一个信号连续跳变，也就是产生了噪声，那么这个时候的计次值是不会变化的

工作模式

均不反向

反向

引脚重映射

映射关系

代码


void AFIO_PWM_Init(void)
{
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStruct;
	
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);        //如果想要重映射就需要使用AFIO，注意，重映射的时候要看看引脚是否可以重映射
	
	//将TIM2_CH1的引脚重映射到PA15，这里的重映射是系统自动执行的
	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2,ENABLE);
	
	//解除PA15端口使用JTAG调试的作用
	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;        //对于，普通的开漏/推挽输出，引脚的控制权来自于输出数据寄存器，如果想要让定时器来控制引脚，就需要使用复用开漏/推挽输出模式，可看开漏\推挽输出图
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
	
	//时基单元的配置
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 100 - 1;        //ARR
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 720 - 1;        //PSC
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;
	TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStruct);
	
	TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update);
	
	//初始化输出比较单元
	TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStruct);        //给结构体一个默认的值
	TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
	TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
	TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
	TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = 0;        //CCR
	TIM_OC1Init(TIM2,&TIM_OCInitStruct);        //这里的OC1和手册上的引脚是对应的，这里配置的就是TIM的CH1通道，所以需要在手册上找到TIM_CH1通道的引脚，不能使用别的引脚
	
	//开启定时器
	TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
}

定时器概述

定时器分类

特性表

滴答定时器

解释

SysTick_Config 函数

示例

基本定时器

概述

基本定时器框架

影子寄存器

工作过程

时钟源

控制器

时基单元

递增模式

递减模式

中心对齐模式

定时器溢出时间

主模式触发DAC功能

相关寄存器

通用定时器

概述

系统框图

功能说明

时钟源

TRGI

ETR（External Trigger）

计数器时钟源寄存器设置方法

外部时钟模式

外部时钟模式1

外部时钟模式2

内部触发输入（TRGO）

时基单元

预分频器

输入捕获

频率测量

PWMI基本结构

输出比较（OC）

主从模式触发

TIM主要函数

实验

基本框架

定时中断的主要代码

外部时钟ETR主要代码

PWM输出实验

原理

参数的计算

配置

呼吸灯

舵机实验

原理

硬件电路

代码

直流电机实验

输入捕获测频率

测码率

编码器测速

工作模式

均不反向

反向

引脚重映射

映射关系

代码