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wzjs 2025/9/7 10:32:35

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通用定时器

通用定时器在基础定时器的基础上增加了一些功能，比如：输入捕获、输出比较、输出pwm和单脉冲模式等。
我们先来看框图，相对比较复杂，但是一部分一部分看，然后再串通起来，就可以懂了。所以切不要急。

① 时钟源（关于STM32定时器的时钟源的选择）

（1）内部时钟(CK_INT)

CK_INT = (APB1 预分频系数 >= 2 ) ? (APB1时钟 * 2) : (APB1时钟)

(2) 外部时钟模式1：外部输入引脚TIx(1,2)

外部输入引脚TIx(1,2)即只能来自定时器的通道1或者2。图上TI1F_ED、TI1FP1、TI2FP2
外部时钟源信号->IO->TIMx_CH1/2(不能CH3、CH4)；IO口用作定时器外部时钟源信号，配置IO的复用功能。

1）TI2经过滤波器(TIMx_CCMR1的ICF[3:0])，接着经过边沿检测器，通过TIMx_CCER的CC2P位设置检测的边沿，可以是TI2F_Rising、TI2F_Falling。
2）接着通过触发输入选择器(TIMx_SMCR的TS[2:0])，选择TRGI的来源(TI1_ED即CH1的双边沿信号、TI1FP1即CH1经过CC2P边沿检测后的信号、TI2FP2即CH2经过CC2P边沿检测后的信号)；如图，TS设置110，则选择TI2FP2作为TRGI的来源。
3）最后经过从模式选择器(SMS[2:0])，选择定时器的时钟源(CK_PSC)，CK_PSC经过定时器的预分频器分频后，得到计数器频率CK_CNT。如图，ECE(外部时钟使能位，该位启用外部时钟模式2)设置0，SMS[2:0]设置111，则选择外部时钟模式1。
（3）外部时钟模式2：外部触发输入(ETR)
外部时钟源信号→IO→TIMx_ETR

1）ETR引脚输入经过外部触发极性选择器(ETP位)，当选择下降沿有效的话，信号会经过反相器。
2）接着经过外部触发预分频器(ETPS[1:0])。
3）接着经过滤波器(ETF[3:0])。fDTS由TIMx_CR1寄存器CKD位设置。CKD位：时钟分频因子。
4）最后经过从模式选择器(SMS[2:0])，选择外部时钟模式2。如图，ECE设置1即可。
(4）内部触发输入(ITRx)

使用一个定时器作为另一个定时器的预分频器，即实现定时器的级联。

从定时器	从定时器的ITR0(TS=000)	从定时器的ITR1(TS=001)	从定时器的ITR2(TS=010)	从定时器的ITR3(TS=011)
TIM1	主定时器TIM5_TRGO	主定时器TIM2_TRGO	主定时器TIM3_TRGO	主定时器TIM4_TRGO
TIM2	主定时器TIM1_TRGO	主定时器TIM8_TRGO	主定时器TIM3_TRGO	主定时器TIM4_TRGO
TIM3	主定时器TIM1_TRGO	主定时器TIM2_TRGO	主定时器TIM5_TRGO	主定时器TIM4_TRGO
TIM4	主定时器TIM1_TRGO	主定时器TIM2_TRGO	主定时器TIM3_TRGO	主定时器TIM8_TRGO
TIM5	主定时器TIM2_TRGO	主定时器TIM3_TRGO	主定时器TIM4_TRGO	主定时器TIM8_TRGO
TIM8	主定时器TIM1_TRGO	主定时器TIM2_TRGO	主定时器TIM4_TRGO	主定时器TIM5_TRGO

如图如表所示，定时器1作为定时器2的预分频器。
1）定时器1主模式选择器(TIM1_CR2的MMS[2:0])设置010，即主模式选择为更新(选择更新事件作为触发输出(TRGO1))。
2）定时器2从模式控制寄存器(TIM2_SMCR)的TS[2:0]位设置000，即使用ITR1作为内部触发。再经过从模式控制器(SMS)得到CK_PSC。 SMS[2:0]设置111，即从模式控制器选择外部时钟模式1。

② 控制器

控制器包括：从模式下定时器触发控制器(管理TRGI)、编码器接口和主模式下定时器触发控制器（管理TRGO）。从模式下定时器触发控制器，通过选择TRGI通道上的输入信号源，可以控制计数器复位、启动、递增/递减、计数。编码器接口针对编码器计数。主模式下定时器触发控制器用来提供触发信号给别的外设，比如为其它定时器提供时钟、启动信号等或者为 DAC/ADC 的触发转换提供TRGO输出信号。

③时基单元

(1) 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)。
(2) 定时器的计数模式有三种：递增计数模式、递减计数模式、中心对齐计数模式。
1) 递增和递减模式都熟悉，不解释。
2) 中心对齐计数模式：计数器先从0开始递增计数，直到计数器值等于自动重装载寄存器影子寄存器值减1时，定时器上溢，产生更新事件，然后从自动重装载寄存器影子寄存器值开始递减计数，直到计数值等于1时，定时器下溢，产生更新事件，然后又从0开始递增计数，依次循环。
3) 计数器模式设置由TIMx_CR1寄存器的CMS和DIR位控制。

边沿对齐模式（递增计数模式和递减计数模式）（CMS=00）:递增计数模式和递减计数模式。
中央对齐模式1（CMS=01）：输出比较中断标志位CCxIF(当TIMx_CCMRx寄存器中CCxS=00配置为输出比较的时候)只在计数器向下计数时被设置
中央对齐模式2（CMS=10）：输出比较中断标志位CCxIF(当TIMx_CCMRx寄存器中CCxS=00配置为输出比较的时候)只在计数器向上计数时被设置
中央对齐模式3（CMS=11）：输出比较中断标志位在计数器CCxIF(当TIMx_CCMRx寄存器中CCxS=00配置为输出比较的时候)向上和向下计数时均被设置

④输入捕获

(1）TI1经过一个滤波器，由TIMx_CCMR1的ICF[3:0]位设置滤波方式。再经过边沿检测器，由捕获/比较使能寄存器(TIMx_CCER) 的 CC1P 位来设置检测的边沿，可以上升沿或者下降沿检测。CC1NP是配置互补通道的边沿检测的，在高级定时器才有，通用定时器没有。
fDTS由TIMx_CR1 寄存器的 CKD 位设置。
(2）然后经过捕获/比较1选择器(CC1S[1:0])，选择将IC1映射在TI1、TI2或者TRC。如图，设置CC1S[1:0]为01，即CC1通道被配置为输入，IC1映射在TI1上；
(3）接着经过输入捕获1预分频器，由ICPS[1:0]位设置预分频系数。然后把CCIE位置1，使能输入捕获，IC1PS就是分频后的捕获信号。

⑤ 输入捕获和输出比较公共部分

(1）输入捕获功能部分

结合④输入捕获，我们从图中(非阴影部分)可以看到：

CC1S配置为01，即CC1通道被配置为输入，IC1映射在TI1上；
IC1PS是分频后的捕获信号；
CC1E位置1捕获使能。

软件产生捕获事件：CC1G位可以产生软件捕获事件；
硬件产生捕获事件：比如检测上升沿信号，当上升沿到来时，IC1PS信号就会触发输入捕获事件发生，计数器的值就会被锁存在捕获/比较影子寄存器中。当没有CCR1读操作时，捕获/比较影子寄存器里的值就会锁存到 CCR1 寄存器中，程序员就可读取CCR1寄存器值，获得计数器得计数值。
(2）输出比较功能部分

程序员写CCR1寄存器，即写入比较值；
CC1S设置为00，即CC1通道被配置为输出；
OC1PE预装载使能，如果设置1，则或门输出就是UEV的值。

图中(非阴影区域)可以看到：捕获/比较预装载寄存值要转移到捕获/比较影子寄存器通过一个与门控制，与门输入分别是CCR1写入操作、CC1S是否配置为00，OC1PE、UEV通过或门得输出，所以捕获/比较预装载寄存值要转移到捕获/比较影子寄存器要满足三个条件：CCR1 不在写入操作期间、CC1S[1:0] = 00 配置为输出、OC1PE 位置0（或者 OC1PE 位置 1，并且需要发生更新事件，这个更新事件可以软件产生或者硬件产生）。
当 CCR1 寄存器的值转移到其影子寄存器后，新的值就会和计数器的值进行比较。

⑥输出比较

图中可知：
（1）oc1ref是输出参考信号，高电平有效，低电平无效。它的高低电平受三个方面影响：

1）由⑤中的输出比较功能部分得的比较结果；

当计数器的值和捕获/比较寄存器的值相等时，输出参考信号 oc1ref 的极性就会设定为我们预先配置好的值；
如果开启了比较中断，还会发生比较中断。

2）输出比较1模式OC1M[2:0]设置为输出比较模式；

输出参考信号 oc1ref 的极性就会根据我们选择的输出比较模式而改变。

OCxM[2:0]模式	功能	备注
000	冻结模式(TIM_OCMode_Timing)： OC1REF和TIMx_CCRx及TIMx_CNT无关	引脚和定时器比较结果无关定时器仅为时基类应用
001	相等则有效模式(TIM_OCMode_Active)： TIMx_CNT = TIMx_CCRx，OCxREF= 1	从匹配时刻起，引脚一直输出有效电平
010	相等则无效模式(TIM_OCMode_Inactive)： TIMx_CNT = TIMx_CCRx，OCxREF= 0	从匹配时刻起，引脚一直输出无效电平
011	相等则翻转模式(TIM_OCMode_Toggle)： TIMx_CNT = TIMx_CCRx，OCxREF翻转	引脚输出方波频率
100	软件强制无效模式(TIM_ForcedAction_InActive)：与TIMx_CCRx及TIMx_CNT无关，OCxREF= 0	软件设置引脚为无效状态
101	软件强制有效模式(TIM_ForcedAction_Active)：与TIMx_CCRx及TIMx_CNT无关，OCxREF= 1	软件设置引脚为有效状态