定时器(基本定时器、通用定时器、高级定时器)

目录

一、基本定时器

二、通用定时器

三、高级定时器

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一、基本定时器

1、作用：计时和计数。

二、通用定时器

1、除了有基本定时器的计时和计数功能外，主要有输入捕获和输出比较的功能，硬件主要由六大部分组成：

① 时钟源

② 控制器

控制器包括：从模式控制器、编码器接口和触发控制器（TRGO）。

(1) 从模式控制器可以控制计数器复位、启动、递增/递减、计数。

(2) 编码器接口针对编码器计数。

(3) 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或者为 DAC/ADC 的触发转换提供信号。

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)。这部分内容和基本定时器基本一样的。

(2) 不同点是：通用定时器的计数模式有三种： 递增计数模式、 递减计数模式和中心对齐模式

④ 输入捕获

一般先要设置输入捕获的边沿检测极性，如：我们设置上升沿检测，那么当检测到上升沿时，定时器会把计数器 CNT的值锁存到相应的捕获/比较寄存器 TIMx_CCRy 里， y=1~4。然后我们再设置边沿检测为下降沿检测，当检测到下降沿时，定时器会把计数器 CNT 的值再次锁存到相应的捕获/比较寄存器TIMx_CCRy 里。最后，我们将前后两次锁存的 CNT 的值相减，就可以算出高电平脉冲期间内计数器的计数个数，再根据定时器的计数频率就可以计算出这个高电平脉冲的时间。如果要测量的高电平脉宽时间长度超过定时器的溢出时间周期，就会发生溢出，这时候我们还需要做定时器溢出的额外处理。低电平脉冲捕获同理。

t1 到 t2 时间段，定时器可能会产生 N 次溢出，这就需要我们对定时器溢出做相应的处理，防止高电平太长，导致测量出错。在 t1 到 t2 时间段，假设定时器溢出 N 次，那么高电平脉冲时间内，计数器计数的个数计算方法为：

N*（ARR+1） + CCRx2，

CCRx2 表示 t2 时间点捕获/比较寄存器的值。经过计算得到高电平脉宽时间内计数器计数个数后，用这个个数乘以计数器的计数周期，就可得到高电平持续的时间。就是输入捕获测量高电平脉宽时间的整个过程。

⑤ 输入捕获和输出比较公用部分

⑥ 输出比较

(1) PWM 产生原理示意图如下图所示：

        上图中，定时器工作在递增计数模式，纵轴是计数器的计数值 CNT，横轴表示时。当CNT<CCRx 时， IO 输出低电平（逻辑 0）；当 CNT>=CCRx 时， IO 输出高电平（逻辑 1）；当CNT=ARR 时，定时器溢出， CNT 的值被清零，然后继续递增，依次循环。在这个循环中，改变 CCRx 的值，就可以改变 PWM 的占空比，改变 ARR 的值，就可以改变 PWM 的频率，这就是 PWM 输出的原理。

2、定时器产生 PWM 的方式有四种：定时器向上或向下计数，小于CCRx值时输出高电平或低电平，它们之间有四种组合。

三、高级定时器

1、除了有通用定时器的计时、计数、输入捕获、输出比较的功能外，主要还有重复计数，输出比较，断路功能三大部分组成：

① 重复计数器

重复计数器的定时器，定时器每次发生上溢或下溢时，重复计数器的值会减一，当重复计数器的值为 0 时，再发生一次上溢或者下溢才会生成定时器更新事件。如果我们设置重复计数器寄存器 RCR 的值为 N，那么更新事件将在定时器发生 N+1 次上溢或下溢时发生。 重复计数器寄存器是具有影子寄存器的。

重复计数器的特性，可以指定控制生成多少 PWM 信号，当定时器发送一次溢出时，说明输出一次PWM，当设定溢出的次数，也就指定了输出多少个PWM。

② 输出比较

(1)高级定时器输出比较部分和通用定时器相比，多了带死区控制的互补输出功能。

a、正常互补输出波形：

b、带死区互补输出波形：

(2)TIMx_CH1N、 TIMx_CH2N 和 TIMx_CH3N 分别是定时器通道 1、通道 2 和

通道 3的互补输出通道，通道 4 是没有互补输出通道的。

(3)DTG 是死区发生器，死区时间由 DTG[7:0]位来配置。

(4)要注意 MOE 位得置 1 定时器才能输出。

③ 断路功能 (刹车功能)

断路功能也称刹车功能，通过MOE 位来控制；当MOE位置1时，输出PWM，当MOE位置0时，停止输出PWM。

2、通用定时器和高级定时器，最多只有4个独立通道用于输入捕获和输出比较。