STM32F103ZET6通用定时器

 1、通用定时器简介　

　　通用定时器是由一个可编程预分频器驱动的16位自动装载计数器构成。通用定时器可以应用于多种场合，如测量输入信号的脉冲长度（输入捕获）或者产生输出波形（输出比较和PWM）。使用通用定时器的预分频器和RCC时钟控制器的预分频器，脉冲长度和输出波形周期可以在几个微秒到几个毫秒间调整。

　　STM32内有多个通用定时器，每个通用定时器都是完全独立的，没有互相共享任何资源。

　　通用定时器的主要功能包括：

　　16位向上、向下、向上/向下自动装载计数器。

　　16位可编程（可以实时修改）预分频器，计数器时钟频率的分频系数为1~65536之间的任意数值。

　　4个独立通道可以实现4路：输入捕获、输出比较、PWM输出、单脉冲模式输出。

　　使用外部信号控制定时器和定时器互连的同步电路。

　　支持针对定位的增量（正交）编码器和霍尔传感器电路。

　　通用定时器框图如下：

2、通用定时器的时基单元

　　通用定时器的时基单元主要由一个16位计数器和与其相关的自动装载寄存器。这个计数器可以向上计数、向下计数或者向上向下双向计数。通用定时器的计数器的时钟由预分频器分频得到，至于预分频器之前的时钟在时钟选择的时候回说到。

　　通用定时器的计数器、自动装载寄存器和预分频器寄存器可以由软件读写，在计数器运行时仍可以读写。

　　如下图红色框部分就是通用定时器的时基部分：

 

　　时基单元包含：

　　CNT计数器（TIMx_CNT）。

　　PSC预分频器（TIMx_PSC）。

　　自动重装载寄存器（TIMx_ARR）。

　　CNT 计数器和自动重装载寄存器：

　　TIMx_ARR寄存器是预先装载的，写或读TIMX_ARR寄存器将访问预装载寄存器。通用定时器根据TIMx_CR1寄存器中的ARPE位，来决定写入TIMx_ARR寄存器的值是立即生效还是要等到更新事件（溢出）后才生效。在计数器运行的过程中，ARPE位的作用如下：

　　当ARPE = 0时，写入TIMx_ARR寄存器的值立即生效，即TIMx_CNT计数器的计数范围立马更新。其时序图如下：

 

　　当ARPE = 1时，写入TIMx_ARR寄存器的值不会立马生效，TIMx_CNT计数器的计数范围还是跟原来一样，等到TIMx_CNT计数溢出的时候，写入TIMx_ARR寄存器的值才生效，即溢出之后TIMx_CNT计数器的计数范围才会更新。其时序图如下：

 

　　从图中可以到，计数器TIMx_CNT由预分频器输出的CK_CNT时钟驱动，只有当设置了TIMx_CR1寄存器中的计数器使能位CEN时，CK_CNT才有效，而且真正的计数器使能信号是在CEN位被置位后的一个是时钟周期。

　　PSC预分频器：

　　在通用定时器框图中，PSC预分频器的时钟来源是CK_PSC，预分频器可以将CK_PSC的时钟频率按1到65536之间的任意值分频，然后将分频后的时钟CK_CNT输出到CNT计数器，来用驱动CNT计数器计数。

　　预分频由16位的TIMx_PSC寄存器控制，TIMx_PSC寄存器是自带缓冲器，TIMx_PSC寄存器能在计数器计数的过程中被改变，但是新的预分频器参数只有到下一次溢出之后才被更新。

　　要注意，由于TIMx_PSC寄存器带有缓冲功能，在初始化给TIMx_PSC赋值的时候，预分频器的系数是不会立马生效的，必须要等到溢出之后才会更新预分频器的系数。比如说IC上电时，给TIMx_PSC赋值4（即5分频），但是定时器刚开始运行时的预分频系数其实还是0（即1分频），只有当TIMx_CNT计数溢出一次之后，预分频系数才会更新为4（即5分频），如果需要立即更新预分频器的系数，可以将TIMx_EGR的bit0位UG置位，这样将产生一个更新事件，计数器会被清0，而且预分频系数会被更新，但是这时候如果开启了中断，就会进入一次中断。

　　如果开启了中断，在置位UG位时，不想进入中断，则可以置位TIMx_CR1寄存器中的UDIS位，置位UDIS位，可以禁止更新事件，但是当计数器溢出时，预分频器系数还是会更新，计数器也会清0，只是不会置位UIF标志，即不会进入中断。

　　如下图是在计数器计数的过程中，改变预分频器的值的时序图：

　　在图中，当计数器计数到F8时，将TIMx_PSC寄存器的值从0改到3，即1分频改到4分频，当计数到F9的时候，预分频器使用的参数还是0，即还是1分频没有变，只有当计数器寄存器溢出清0之后，预分频器使用的参数才是3，即变为4分频。

　　在图中，CK_PSC是预分频器的输入时钟，CEN是定时器的使能信号，计数器寄存器就是TIMx_CNT，更新事件（UEV）是溢出。预分频控制寄存器是TIMx_PSC，预分频缓冲器是看不见到的。

　　通用定时器可以通过TIMx_CR1寄存器中的UDIS位禁止更新事件（即产生溢出中断），但是UDIS只是禁止更新事件并不会停止定时器的计数器工作，计数器溢出时还是会更新到TIMx_ARR的数值。UDIS禁止更新事件后，如果更新预分频器的数值和TIMx_ARR寄存器的数值（ARPE=1），就算计数器溢出也不会更新预分频器和TIMx_ARR寄存器（ARPE=1）的数值，只有UDIS解除禁止更新事件后，产生更新事件是时才会更新预分频器和TIMx_ARR寄存器（ARPE=1）的数值。

　　当发生一个更新事件（溢出中断）时，所有的寄存器都被更新，硬件同时置位TIMx_SR寄存器中的更新标志UIF位，同时预分频器的缓冲区的值被TIMx_PSC寄存器的值更新，而且如果APRE=1，则自动装载影子寄存器被更改数值后的TIMx_ARR寄存器更新。

　　通用定时器的计数器工作模式：

　　通用定时器的计数器可以设定为3种工作方式。有向上计数模式、向下计数模式、中央对齐模式（向上/向下计数）。

　　向上计数模式：

　　在向上计数模式中，定时器的TIMx_CNT寄存器的值从0开始递增计数，当TIMx_CNT的值等于TIMx_ARR寄存器的值的时候会产生一个溢出信号，计数器清0，重新开始计数。

　　每当计数器溢出时就是产生一个更新信号，TIMx_SR寄存器中的溢出标志位会置位，如果使能了溢出中断，就会进入中断。

　　如下图是在向上计数模式中，TIMx_PSC = 3（4分频），TIMx_ARR = 0x36时，定时器的计数时序图：

　　从上图可以看到，当计数器计数到TIMx_ARR寄存器的值0x36时，计数器溢出，同时产生更新事件（UEV），并且TIMx_SR寄存器的更新中断标志位UIF被置位。

　　向下计数模式：

　　在向下计数模式中，定时器的TIMx_CNT从TIMx_ARR寄存器获取初值，然后从该值向递减，当减到0时又会从TIMx_ARR寄存器获取初值并产生一个计数器向下溢出事件。

　　如下图是在向下计数模式中，TIMx_PSC = 2（3分频），TIMx_ARR = 0x36时，定时器的计数时序图：

　　从上图可以看到，当计数器计数到0时，计数器溢出，TIMx_ARR的值0x36重新给计数器寄存器赋值，同时产生更新事件（UEV），并且TIMx_SR寄存器的更新中断标志位UIF被置位。

　　中央对齐模式：

　　中央对齐模式也称为向上/向下计数模式，在该模式中，计数器从0开始计数到TIMx_ARR寄存器值-1的数值后产生一个计数器溢出事件，然后向下计数器到1并且产生一个计数器下溢事件，然后计数器再从0开始重新计数。

　　在中央对齐模式，不能写入TIMx_CR1中的DIR方向位，DIR方向位由硬件更新并指示当前的计数器计数的方向。

　　如下图是在中央对齐模式中，TIMx_PSC = 0（1分频），TIMx_ARR = 0x06时，定时器的计数时序图：

 

　　从上图可以看到，当计数器从0开始向上计数到0x05时，计数器向上溢出，同时产生更新事件（UEV），并且TIMx_SR寄存器的更新中断标志位UIF被置位，然后计数器又会从0x06开始向下计数，当计数器的值向下计数到0x01时，计数器向上溢出，同时产生更新事件（UEV），并且TIMx_SR寄存器的更新中断标志位UIF被置位。也就是说在一个周期内会引发两次溢出。

3、通用定时器的时钟选择

　　通用定时器的计数器可以选择不同的时钟来源，用来驱动计数器计数。计数器时钟的来源有以下几种：

　　内部时钟（CK_INT）。

　　外部时钟模式1：外部输入脚（TIx）。

　　外部时钟模式2：外部触发输入（ETR）。

　　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，如可以配置一个定时器T1而作为另一个定时器T2的预分频器。

　　如下图红色框部分就是通用定时器的时钟选择框图：

 

　　内部时钟源（CK_INT）：

　　从时钟选择框图中可以看到，内部时钟源（CK_INT）来自RCC的TIMx_CLK，即定时器本身的驱动时钟。

　　当禁止从模式控制器（TIMx_SMCR寄存器的SMS=000），则预分频的时钟源CK_PSC由内部时钟源（CK_INT）驱动。定时器的实际控制位为CEN位、DIR位和UG位，并且只能被软件修改（UG位仍被自动清除）。只要CEN位被置1，预分频器的时钟CK_PSC就由内部时钟CK_INT提供。　　

　　通用定时器的内部时钟来源于APB1总线时钟，但是通用定时器的内部时钟是根据APB1总线时钟是否分频来决定的，如果APB1总线时钟预分频系数为1，则通用定时器的内部时钟就是APB1总线时钟；但是如果APB1总线时钟的分频系数为2，则通用定时器的内部时钟就是APB1总线时钟的2倍。

　　下图显示了控制电路和向上计数器在一般模式下，不带预分频器时（分频系数为0）的操作。

　　如图所示，只有当CEN位被置位高电平的时候，预分频器的时钟CK_PSC和计数器的时钟CK_CNT才开始工作。

　　外部时钟源模式1：

　　如下图是TI2FP2作为驱动定时器计数器计数的连接示意图：

 

　　如图，当选择外部时钟1驱动计数器时，预分频器的时钟来源于TRGI的上升沿。当TIMx_SMCR寄存器的SMS[2:0]位设为“111”时，则选择外部时钟模式1作为预分频器时钟CK_PSC的输入源，即选择TRGI的上升沿驱动计数器。

　　从图中还可以看到，TRGI具有多种输入源，通过TIMx_SMCR寄存器的TS[2:0]位来选择，如下：

　　当TS[2:0] = 000时，选择内部触发0（ITR0，对应TIM1）作为计数器的驱动时钟。

　　当TS[2:0] = 001时，选择内部触发1（ITR1，对应TIM12）作为计数器的驱动时钟。

　　当TS[2:0] = 010时，选择内部触发2（ITR2，对应TIM3）作为计数器的驱动时钟。

　　当TS[2:0] = 011时，选择内部触发3（ITR3，对应TIM4）作为计数器的驱动时钟。

　　当TS[2:0] = 100时，选择TI1的边沿检测器TI1F_ED作为计数器的驱动时钟。

　　当TS[2:0] = 101时，选择滤波后的定时器输入TI1FP1作为计数器的驱动时钟。

　　当TS[2:0] = 110时，选择滤波后的定时器输入TI2FP2作为计数器的驱动时钟。

　　当TS[2:0] = 111时，选择外部触发输入ETRF作为计数器的驱动时钟。

　　需要注意的是，TS[2:0]位只能在未用到（如SMS=000）时被改变，以避免在改变时产生错误的边沿检测。

　　TRGI在不同模式的作用也不一样，可以通过TIMx_SMCR寄存器的SMS[2:0]位进行控制。SMS[2:0]位还控制着其他功能，但这里只针对TRGI说明，其它的可以看TIMx_SMCR寄存器，如下：

　　当SMS[2:0] = 100时，定时器的工作模式被选为复位模式，当被选中的TRGI输入上升沿时会重新初始化计数器，并且产生一个更新寄存器的信号。

　　当SMS[2:0] = 101时，定时器的工作模式被选为门控模式，当TRGI输入高电平时，计数器的时钟开启（即计数器开始计数），当TRGI输入变为低电平时，计数器会停止工作，但是计数器不会复位，也就是说在这个模式，计数器的开关收TRGI控制。

　　当SMS[2:0] = 110时，定时器的工作模式被选为触发模式，当TRGI产生一个上升沿的时候，计数器会被触发并开启计数，但是计数器只是被触发启动，并不会复位，在这个模式，TRGI产生上升沿来开启计数器，但是不能关闭计数器。

　　当SMS[2:0] = 111时，定时器的工作模式被选为外部时钟模式1，在该模式，计数器是根据TRGI的上升沿来计数的。

　　如果要使计数器在TI2输入端的上升沿计数，即使用TI2FP2作为驱动计数器计数的时钟源，配置如下：

　　配置TIMx_CCMR1寄存器的CC2S=01，将通道2设为输入，并且映射到TI2上。

　　配置TIMx_CCMR1寄存器的IC2F[3:0]，选择输入滤波器的带宽，也可以设置成不需要滤波器。

　　配置TIMx_CCER寄存器的CC2P=0，使边沿检测器识别上升沿。

　　配置TIMx_SMCR寄存器的TS=110，选择TI2FP2作为TRGI的输入源。

　　配置TIMx_SMCR寄存器的SMS=111，选择外部时钟模式1作为定时器的时钟来源。

　　设置TIMx_CR寄存器的CEN=1，启动定时器的计数器开始工作。

　　配置完之后，当通道2的脚位输入上升沿的时候，计数器会计数一次，并且TIMx_SR寄存器的TIF位会被置位。需要注意的是TIF需要软件清除，如下图是外部时钟模式1的控制时序：

 

　　从图中看到，每当TI2产生一次上升沿的时候，计数器就会计数一次，但是TI2产生上升沿到计数器计数之间是有一定的延时的，这个延时时间取决于TI2输入端的重新同步电路。

　　用STM32F103ZET6的代码来说明外部时钟模式1，使用通用定时器TIM3的通道2来驱动TIM3计数器计数，TIM3的通道2对应的脚位是PA7，用一个IO口与PA7相连，这里用PF6口，实现当PF6产生一个上升沿的时候，TIM3的计数器就会计数一次。代码如下：

 1 //外部时钟模式1代码
 2 void TIM3_TEST(void)
 3 {
 5     RCC->APB2ENR |= 1<<2;   //开启GPIOA的时钟
 6     RCC->APB2ENR |= 1<<7;   //开启GPIOF的时钟
 7     
 8     RCC->APB1ENR |= 1<<1;   //开启TIM3的时钟    
 9     
10     GPIOA->CRL &= 0x0FFFFFFF;
11     GPIOA->CRL |= 0x80000000;//设置GPIOA7为输入
12     GPIOA->ODR &= ~(1<<7);//开启GPIOA7的下拉
13        
14     TIM3->PSC = 0;//设置TIM3的预分频器系数为1分频
15     TIM3->ARR = 10;//设置TIM3的自动重载值为10
16     TIM3->CNT = 0;//清除计数器的值
17     
18     TIM3->CR1 &= ~(0x03<<5);//配置CMS=00，选择定时器的计数模式为边沿模式
19         
20     TIM3->CR1 &= ~(1<<4);//配置DIR=0，选择定时器的计数方向为向上计数      
21     
22     TIM3->CCMR1 &= ~(0x03<<8);
23     TIM3->CCMR1 |= (0x01<<8); //配置CC2S = 01，设置CC2通道为输入，IC2映射到TI2上
24     
25     TIM3->CCMR1 &= ~(0x0F<<12);//配置IC2F = 000,使通道2的滤波为无滤波。
26 
27     TIM3->CCMR1 &= ~(0x03<<10);//配置IC2PSC = 00，使通道2的输入预分频系数为不分频
28     
29     TIM3->CCER &= ~(1<<5);//配置CC2P = 0，选择捕获通道2的上升沿
30 
31     TIM3->SMCR &= ~(0x07<<4);
32     TIM3->SMCR |= (0x06<<4);//配置TS=110，选择滤波后的定时器输入TI2FP2作为外部时钟模式1的时钟
33     
34     TIM3->SMCR &= ~(0x07<<0);
35     TIM3->SMCR |= (0x07<<0);//配置SMS=111，选择外部时钟模式1作为定时器计数器的驱动    
36     
38     TIM3->CR1 |= (1<<0);//配置CEN=1，启动定时器工作
39 }

　　还需要配置GPIOF6口为输出，这里没有列出来，可以通过一个按键控制GPIOF6的的输出，当按键按下的时候，让GPIOF6输出一个高脉冲，因为GPIOF6与GPIOA7相连，每当GPIOF6输出一个高电平，GPIOA7就会产生一个上升沿，这时候TIM3_CNT的值就会加1，当TIM3_CNT递增超过TIM3_ARR的值时，就会产生溢出从而使TIM3_CNT重新初始化。

　　外部时钟源模式2：

　　通用定时器除了具有4个通道的输入/输出脚之外，还有一个ETR引脚，这个ETR引脚是外部时钟源模式2的输入脚位，如下图是外部时钟源模式2的示意图：

　　ETR脚位是外部时钟模式2的输入源。

　　TIMx_SMCR寄存器的bit15的ETP位决定ETR引脚是上升沿触发还是下降沿触发。

　　TIMx_SMCR寄存器的bit13~bit12的ETPS[1:0]位决定触发信号的分频系数。

　　TIMx_SMCR寄存器的bit11~bit8的ETF[3:0]位决定对ETR信号采样的频率和数字滤波的带宽。

　　TIMx_SMCR寄存器的bit14的ECE位用来使能外部时钟模式2，使得计数器由ERTF信号上的任意有效边沿驱动。

　　如要让计数器在ETR脚位每产生2个上升沿计数一次，可以同如下配置：

　　配置TIMx_SMCR寄存器中的ETF[3:0]=000，选择不滤波。

　　配置TIMx_SMCR寄存器的ETPS[1:0]=01，选择2分频。

　　配置TIMx_SMCR寄存器的ETP=0，选择上升沿触发。

　　配置TIMx_SMCR寄存器的ECE=1，开启外部时钟模式2.

　　置位TIMx_CR1寄存器中的CEN位，启动计数器。

　　工作时序如下：

 

　　从图中可以看到，ETR产生两个上升沿的时候，计数器才计数一次。

　　配置TIM3的定时器的时钟源为外部时钟源模式2，让计数器在ETR脚位每产生一次上升沿时就计数一次，TIM3定时器的ETR脚对应的IO是GPIOD2，代码如下：

 1 void TIM3_TEST(void)
 2 { 
 3     RCC->APB2ENR |= 1<<5;   //开启GPIOD的时钟
 4     RCC->APB2ENR |= 1<<7;   //开启GPIOF的时钟
 5     
 6     RCC->APB1ENR |= 1<<1;   //开启TIM3的时钟    
 7     
 8     GPIOD->CRL &= 0xFFFFF0FF;
 9     GPIOD->CRL |= 0x00000800;//设置GPIOD2为输入
10     GPIOD->ODR &= ~(1<<2);//开启GPIOD2的下拉
11        
12     TIM3->PSC = 0;//设置TIM3的预分频器系数为1分频
13     TIM3->ARR = 10;//设置TIM3的自动重载值为10
14     TIM3->CNT = 0;//清除计数器的值
15     
16     TIM3->CR1 &= ~(0x03<<5);//配置CMS=00，选择定时器的计数模式为边沿模式
17         
18     TIM3->CR1 &= ~(1<<4);//配置DIR=0，选择定时器的计数方向为向上计数    
19 
20     TIM3->SMCR &= ~(0x0F<<8);
21     TIM3->SMCR |= (0x00<<8);//配置ETF=0000，选择外部触发滤波为无滤波器
22     
23     TIM3->SMCR &= ~(0x03<<12);
24     TIM3->SMCR |= (0x01<<12);//配置ETPS=00，选择外部触发预分频为关闭预分频器  
25     
26     TIM3->SMCR &= ~(1<<15);//配置ETP=0，选择ETR不反相，上升沿触发    
27     
28     TIM3->SMCR |= (1<<14);//配置ECE=1，使能外部时钟源模式2
29          
30     TIM3->CR1 |= (1<<0);//配置CEN=1，启动定时器工作
31 }

　　可以让一个IO口与GPIOD2相连，然后每隔一段时间让这个IO口输出一个高脉冲，查看TIM3_CNT的值是否有变化。

4、通用定时器的工作模式

 　　输入捕获模式：

　　关于输入捕获模式，可以查看：https://www.cnblogs.com/h1019384803/p/11297118.html　　　　

　　PWM输入模式：

　　通用定时器在该模式下可以捕获PWM的周期和占空比。

　　由于在PWM输入模式下，需要用到从模式控制器，但是只有TI1FP1和TI2FP2连接到了从模式控制器，所以PWM输入模式只能使用TIMx_CH1和TIMx_CH2信号。

　　在PWM输入模式中，两个ICx信号被映射值同一个TIx输入。这两个ICx信号的边沿信号设置为极性相反。

　　因为一个通道可以产生两个信号供给不同的输入源，比如TI1可以产生TI1FP1和TI1FP2，这两个信号是一样的，只是输出的方向不一样。

　　比如要测量输入到TI1FP上的PWM周期和占空比，它的大概工作原理是，将通道1和通道2同时映射到TI1上，这样TI1FP1作为通道1的输入源，TI1FP2作为通道2的输入源。同时设置通道1为上升沿触发捕获，通道2为下降沿触发捕获。

　　从外部时钟模式1中的介绍可以知道，TI1FP1可以作为TRQI的输入源，而TRGI在从模式中的复位模式下产生上升沿会重新初始化计数器，并产生一个更新寄存器的信号。

　　这样当通道1的产生上升沿的时候，首先会捕获当前计数器TIMx_CNT的值到TIMx_CCR1，然后计数器会被重新初始化（清零或重新赋值自动重装载值），当通道1产生下降沿的时候，会捕获当前计数器的TIMx_CNT的值到TIMx_CCR2，TIMx_CCRx2的值就是高电平的时间，当通道1再次产生上升沿的时候，捕获到的TIMx_CCRx1的值就是PWM的周期。

PWM输入模式时序如下：

 

　　从图中可以看到当TI1产生上升沿时，TIMx_CNT的值会被IC1捕获，然后复位计数器，当TI1产生下降沿时，TIMx_CNT的值会被IC2捕获。这样就可以得出PWM的周期和占空比。

　　配置步骤如下：

　　通过TIMx_CCMR1寄存器的CC1S位配置通道1为输入，并且映射到TI1上。

　　通过TIMx_CCER寄存器的CC1P位配置TI1FP1的有效极性是上升沿。

　　通过TIMx_CCMR1寄存器的CC2S位配置通道2为输入，并且映射到TI1上。

　　通过TIMx_CCER寄存器的CC2P位配置TI1FP2的有效极性是下降沿。

　　通过TIMx_SMCR寄存器中的TS位选择TI1FP1作为TRGI的输入源。

　　通过TIMx_SMCR寄存器中的SMS位选择从模式控制器为复位模式。

　　通过TIMx_CCER寄存器中的CC1E位和CC2E位使能通道1和通道2的输入捕获功能。

　　以下代码是TIM3使用通道1的PA6测量输入PA6的PWM波形的周期和占空比的配置程序：

 1 void TIM3_TEST(void)
 2 {
 3     RCC->APB2ENR |= 1<<2;   //开启GPIOA的时钟   
 4     RCC->APB1ENR |= 1<<1;   //开启TIM3的时钟    
 5     
 6     GPIOA->CRL &= 0xF0FFFFFF;
 7     GPIOA->CRL |= 0x08000000;//设置GPIOA6为输入
 8     GPIOA->ODR &= ~(1<<6);//开启GPIOA6的下拉
 9        
10     TIM3->PSC = 71;//设置TIM3的预分频器系数为1分频
11     TIM3->ARR = 60000;//设置TIM3的自动重载值为60000,计数周期是60ms
12     TIM3->CNT = 0;//清除计数器的值
13 
14     TIM3->EGR |= (1<<0);//配置UG=1，产生一个软件溢出中断，更新计数器和预分频器的数值
15     TIM3->SR = 0;    
16     
17     TIM3->CR1 &= ~(0x03<<5);//配置CMS=00，选择定时器的计数模式为边沿模式
18     TIM3->CR1 &= ~(1<<4);//配置DIR=0，选择定时器的计数方向为向上计数    
19     
20     TIM3->CCMR1 &= ~(0x03<<0);
21     TIM3->CCMR1 |= (0x01<<0);//配置CC1S=01，选择CC1通道为输入，并映射到TI1上
22 
23     TIM3->CCMR1 &= ~(0x03<<2);
24     TIM3->CCMR1 |= (0x00<<2);//配置IC1PSC=00，选择通道1的预分频为1
25 
26     TIM3->CCMR1 &= ~(0x0F<<4);
27     TIM3->CCMR1 |= (0x00<<4);//配置IC1F=0000，选择通道1的滤波为无滤波
28     
29     TIM3->CCER &= ~(1<<1);//配置CC1P=0，选择通道1捕获发生在上升沿
30     
31     TIM3->CCMR1 &= ~(0x03<<8);
32     TIM3->CCMR1 |= (0x02<<8);//配置CC2S=01，选择CC2通道为输入，并映射到TI1上
33 
34     TIM3->CCMR1 &= ~(0x03<<10);
35     TIM3->CCMR1 |= (0x00<<10);//配置IC2PSC=00，选择通道2的预分频为1
36 
37     TIM3->CCMR1 &= ~(0x0F<<12);
38     TIM3->CCMR1 |= (0x00<<12);//配置IC2F=0000，选择通道2的滤波为无滤波
39     
40     TIM3->CCER |= (1<<5);//配置CC2P=0，选择通道2捕获发生在上升沿    
41     
42     TIM3->SMCR &= ~(0x07<<4);
43     TIM3->SMCR |= (0x05<<4);//配置TS=101，选择TI1FP1作为从模式控制器的触发源
44     
45     TIM3->SMCR &= ~(0x07<<0);
46     TIM3->SMCR |= (0x04<<0);//配置SMS=100，选择从模式控制器为复位模式       
47     
48     TIM3->CCER |= (1<<0);//配置CC1E=1，使能通道1的捕获功能
49     TIM3->CCER |= (1<<4);//配置CC2E=1，使能通道2的捕获功能
50 
51     TIM3->DIER |= (1<<1);
52     TIM3->DIER |= (1<<2);
53 
54     TIM3->CR1 |= (1<<0);//配置CEN=1，启动定时器工作
55     
56     HAL_NVIC_SetPriority(TIM3_IRQn,2,1);
57     HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM3_IRQn);       
58 }

　　强制输出模式：

　　当将通用定时器的通道配置为输出的时候，捕获/比较寄存器TIMx_CCRx的值将不断的与TIMx_CNT寄存器的值比较，使得输出通道的电平根据比较值的不同产生相应的电平变换。

　　强制输出模式是指在通道配置为输出的时候，通过软件强制输出通道输出指点状态的电平，而不依赖于输出比较寄存器和计数器间的比较结果。

　　通道是输入还是输出是通过TIMx_CCMRx寄存器中的CCxS位来决定的，当CCxS=00时，通道被配置成输出。

　　当通道设置为输出时，TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM位可以将通道配置成不同的模式，这里只说明强制输出模式：

　　当OCxM = 100时，强制通道输出无效电平。

　　当OCxM = 101时，强制通道输出有效电平。

　　有效电平和无效电平是根据TIMx_CCER寄存器的CCxP位来决定的，如下：

　　当CCxP = 0时，高电平是有效电平，低电平是无效电平。

　　当CCxP = 1时，低电平是有效电平，高电平是无效电平

　　在强制输出模式下，只是将输出通道的状态强制为了指定的状态，但是在TIMx_CCRx影子寄存器和计数器之间的比较仍然在进行，当比较匹配时，相应的标志也会被修改。

　　PWM输出模式：　　

　　关于PWM输出模式，可以查看：https://www.cnblogs.com/h1019384803/p/11266546.html

　　单脉冲模式：

　　通过置位TIMx_CR1寄存器的bit3位OPM可以让定时器工作在单脉冲模式。当定时器工作在单脉冲模式下时，在定时器的计数器溢出更新事件时，会清除CEN位，即会停止定时器的计数器计数。

　　可以通过从模式控制器启动计数器，在输出比较模式或PWM模式下产生脉冲波形，如果将OPM置为1，就可以让计数器自动的在更新事件时停止。

　　如下图是选择TI2作为定时器的从模式触发，当TI2产生一个上升沿时，触发定时器开始计数，刚开始计数的时候，TIMx_CNT=TIMx_CCRx时，OC1输出高电平，当TIMx_CNT计数溢出时，TIMx_CNT会重新赋值，TIMx_CNT

　

　　如图，当TI2输入脚上检测到一个上升沿时，经过tDELAY延时（这个时间是TIMx_CNT计数到与TIMx_CCRx匹配的时间）之后，在OC1上产生一个长度为tPULSE时间（这个时间是TIMx_CNT从与TIMx_CCRx匹配到溢出的时间）的正脉冲。

　　假如使用TI2FP2触发定时器开始工作，配置如下：

　　将TI2FP2映射到TI2上，即配置TIMx_CCMR1寄存器中的CC2S=01。

　　配置TIMx_CCER寄存器中的CC2P=0，使TI2FP22能够检测上升沿。

　　配置TIMx_SMCR寄存器中的TS=110，让TI2FP2作为从模式控制器的触发，即作为TRGI的输入源。

　　配置TIMx_SMCR寄存器中的SMS=110，让从模式控制器工作在触发模式，即让TI2FP2作为从模式控制器的触发信号，用来启动计数器。

　　单脉冲模式的波形由写入比较寄存器TIMx_CCRx的数值和时钟频率，还有计数器预分频器来决定。

　　tDELAY由写入TIMx_CCR1寄存器中的值定义。

　　tPULSE由自动装载值和比较值之间的差值定义，即TIMx_ARR-TIMx_CCRx。

　　假定当发生比较匹配时要产生从0到1的波形，当计数器到达预装载值时要产生一个从1到0的波形；首先要置TIMx_CCMR1 寄存器的OC1M=”111”，进入PWM模式2；根据需要有选择的使能预装载寄存器；置TIMx_CCMR1中的OC1PE=1和TIMx_CR1寄存器中的ARPE；然后在TIMx_CCR1寄存器中填写比较值，在TIMx_ARR寄存器中填写自动装载值，修改UG位来产生一个更新事件，然后等待在TI2上的一个外部触发事件。

　　因为只需要产生一个脉冲，所以将TIMx_CR1寄存器的OPM位置1，在更新事件是停止计数器工作。

　　OCx输出快速使能：

　　在单脉冲的模式下，在TIx输入脚检测到相应的边沿信号时，CEN被置位，计数器开始工作。然后计数器和比较值见得比较操作产生了输出的转换。但是这些操作需要一定的时钟周期，因此它现在了可得到的最小延时tDELAY（比如说已检测到TIx的边沿信号就要TIMx_CNT跟TIMx_CCRx匹配，但是匹配要一定的时间），如果要以最小延时输出波形，可以设置TIMx_CCMRx寄存器的OC型FE位；此时OCxREF被强制响应激励而不再依赖比较的结果，输出的波形与比较匹配时的波形一样。需要注意的是OCxFE只在通道配置位PWM1和PWM2模式时起作用。

　　在外部事件时清除OCxREF信号： 

　　对于一个给定的通道，设置TIMx_CCMRx寄存器中的OCxCE位为1时，能够用ETRF输入端的高电平把OCxREF信号拉低，OCxREF信号将保持为低知道发生下一次的更新事件。也就是说如果输出通道正处于比较输出的状态，可以通过给ETR脚一个高电平，让OCxREF输出低电平。

　　这个功能只能用于输出比较和PWM模式，而不能用于强制模式。

　　下图是当定时器处于PWM模式时，ETRF输入高电平时，根据OCxCE的状态不同，OCxREF的输出状态也不一样。

　　从图中可以看到，当OCxCE=0时，OCxREF的输出不受ETRF的影响；当OCxCE=1时，在ETRF保持为低电平的时候，OCxREF正常输出PWM信号，在ETRF保持为高电平的时候，OCxREF被强制为低电平，在ETRF变为低电平之后且定时器溢出更新才会恢复正常的PWM输出。

定时器和外部触发的同步： 　

　　TIMx通用定时器有一个从模式控制器，TRGI作为从模式控制器的的输入。如下图：

　　从模式控制器又可以根据TIMx_SMCR寄存器中SMS的设置，分为：复位模式、门控模式和触发模式。

　　定时器从模式：复位模式

　　当发生一个触发输入事件时，计数器和它的预分频器你能够重新被初始化；同时，如果TIMx_CR1寄存器URS位为低，还会产生一个更新事件，然后TIMx_ARR和TIMx_CCRx的值会被更新。

　　如使用TI1输入端的上升沿触发复位定时器的计数器的配置如下：

　　配置TIMx_CCMR1寄存器的CC1S = 01，配置通道为输入，并且映射到TI1上。

　　配置TIMx_CCER寄存器的CC1P = 0，选择TI1检测上升沿信号。

　　配置TIMx_CCMR1寄存器的IC1F = 0000，选择TI1信号不滤波。

　　配置TIMx_CCMR1寄存器的IC1PSC = 00，选择TI1信号不分频。

　　配置TIMx_SMCR寄存器的TS = 101，选择TI1FP1信号作为TRGI的输入源。

　　配置TIMx_SMCR寄存器的SMS = 100，选择定时器为复位模式。

　　配置TIMx_CR1寄存器的CEN = 1，启动计数器。

　　运行程序的时候，计数器开始依据内部时钟计数，然后正常运转知道TI1出现一个上升沿；此时，计数器被重新初始化后重新开始计数。同时，触发标志（TIMx_SR寄存器中TIF位）被置位，根据TIMx_DIER寄存器中TIE位来决定是否产生中断请求。

　　需要注意的是输入触发计数器复位时会产生一个溢出中断，如果使能了溢出中断，则会运行中断服务函数。

　　如下图是复位模式的时序图:

　　从图中可以看到，当计数器遇到TI1的上升沿时，计数器会被清零重新开始计数。

　　　　以下代码是当TIM3的通道1的PA6输入一个上升沿时，会复位TIM3计数器的配置程序：

 1 void TIM3_TEST(void)
 2 {
 3     RCC->APB2ENR |= 1<<2;   //开启GPIOA的时钟
 4     RCC->APB1ENR |= 1<<1;   //开启TIM3的时钟    
 5     
 6     GPIOA->CRL &= 0xF0FFFFFF;
 7     GPIOA->CRL |= 0x08000000;//设置GPIOA6为输入
 8     GPIOA->ODR &= ~(1<<6);//开启GPIOA6的下拉
 9        
10     TIM3->PSC = 7199;//设置TIM3的预分频器系数为7200分频
11     TIM3->ARR = 60000;//设置TIM3的自动重载值为60000,计数周期是6s
12     TIM3->CNT = 0;//清除计数器的值
13     
14     TIM3->CR1 &= ~(0x03<<5);//配置CMS=00，选择定时器的计数模式为边沿模式
15     TIM3->CR1 &= ~(1<<4);//配置DIR=0，选择定时器的计数方向为向上计数    
16 
17     TIM3->EGR |= (1<<0);//配置UG=1，产生一个软件溢出中断，更新计数器和预分频器的数值
18     TIM3->SR = 0;    
19     
20     TIM3->CCMR1 &= ~(0x03<<0);
21     TIM3->CCMR1 |= (0x01<<0);//配置CC1S=01，选择CC1通道为输入，并映射到TI1上
22 
23     TIM3->CCMR1 &= ~(0x03<<2);
24     TIM3->CCMR1 |= (0x00<<2);//配置IC1PSC=00，选择通道1的预分频为1
25 
26     TIM3->CCMR1 &= ~(0x0F<<4);
27     TIM3->CCMR1 |= (0x00<<4);//配置IC1F=0000，选择通道1的滤波为无滤波
28     
29     TIM3->CCER &= ~(1<<1);//配置CC1P=0，选择通道1捕获发生在上升沿   
30       
31     TIM3->SMCR &= ~(0x07<<4);
32     TIM3->SMCR |= (0x05<<4);//配置TS=101，选择TI1FP1作为从模式控制器的触发源
33     
34     TIM3->SMCR &= ~(0x07<<0);
35     TIM3->SMCR |= (0x04<<0);//配置SMS=100，选择从模式控制器为复位模式       
36     
37     TIM3->DIER |= (1<<0);//配置UIE=1，允许更新中断
38 
39     TIM3->CR1 |= (1<<0);//配置CEN=1，启动定时器工作
40      
41     HAL_NVIC_SetPriority(TIM3_IRQn,2,1);
42     HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM3_IRQn);        
43 }

　　定时器从模式：门控模式

　　在门控模式下，外部触发信号可以控制定时器计数器的启动和停止，比如说可以设置在外部触发信号为低电平的时候启动定时器计数；在外部触发信号为高电平的时候停止定时器计数。

　　如可以让定时器的计数器只在TI1为低电平时向上计数，配置如下：

　　配置TIMx_CCMR1寄存器的CC1S = 01，配置通道为输入，并且映射到TI1上。

　　配置TIMx_CCER寄存器的CC1P = 1，选择TI1检测下降沿信号。

　　配置TIMx_CCMR1寄存器的IC1F = 0000，选择TI1信号不滤波。

　　配置TIMx_CCMR1寄存器的IC1PSC = 00，选择TI1信号不分频。

　　配置TIMx_SMCR寄存器的TS = 101，选择TI1FP1信号作为TRGI的输入源。

　　配置TIMx_SMCR寄存器的SMS = 101，选择定时器为门控模式。

　　配置TIMx_CR1寄存器的CEN = 1，启动计数器，在门控模式下，如果CEN=0，则计数器不能启动，不论触发输入低电平如何。

　　只要TI1为低电平，计数器开始依据内部时钟计数，在TI1FP变高时停止计数。当计数器开始或停止时都设置TIMx_SR中的TIF标置。如下图：

　　从图中可以看到计数器只有在TI1为低电平的时候才计数，高电平时停止计数。

　　以下代码是使用TIM3的通道1的PA6来控制TIM3计数器的启动和停止，当PA6为低电平时，TIM3计数器运行，当PA6为高电平时，TIM3计数器停止，程序如下：

 1 void TIM3_TEST(void)
 2 {
 3     RCC->APB2ENR |= 1<<2;   //开启GPIOA的时钟
 4     
 5     RCC->APB1ENR |= 1<<1;   //开启TIM3的时钟    
 6     
 7     GPIOA->CRL &= 0xF0FFFFFF;
 8     GPIOA->CRL |= 0x08000000;//设置GPIOA6为输入
 9     GPIOA->ODR &= ~(1<<6);//开启GPIOA6的下拉
10        
11     TIM3->PSC = 7199;//设置TIM3的预分频器系数为7200分频
12     TIM3->ARR = 60000;//设置TIM3的自动重载值为60000,计数周期是6s
13     TIM3->CNT = 0;//清除计数器的值
14     
15     TIM3->CR1 &= ~(0x03<<5);//配置CMS=00，选择定时器的计数模式为边沿模式
16     TIM3->CR1 &= ~(1<<4);//配置DIR=0，选择定时器的计数方向为向上计数    
17 
18     TIM3->EGR |= (1<<0);//配置UG=1，产生一个软件溢出中断，更新计数器和预分频器的数值
19     TIM3->SR = 0;    
20     
21     TIM3->CCMR1 &= ~(0x03<<0);
22     TIM3->CCMR1 |= (0x01<<0);//配置CC1S=01，选择CC1通道为输入，并映射到TI1上
23 
24     TIM3->CCMR1 &= ~(0x03<<2);
25     TIM3->CCMR1 |= (0x00<<2);//配置IC1PSC=00，选择通道1的预分频为1
26 
27     TIM3->CCMR1 &= ~(0x0F<<4);
28     TIM3->CCMR1 |= (0x00<<4);//配置IC1F=0000，选择通道1的滤波为无滤波
29     
30     TIM3->CCER |= (1<<1);//配置CC1P=1，选择通道1捕获发生在下降沿   
31       
32     TIM3->SMCR &= ~(0x07<<4);
33     TIM3->SMCR |= (0x05<<4);//配置TS=101，选择TI1FP1作为从模式控制器的触发源
34     
35     TIM3->SMCR &= ~(0x07<<0);
36     TIM3->SMCR |= (0x05<<0);//配置SMS=101，选择从模式控制器为门控模式       
37     
38     TIM3->DIER |= (1<<0);//配置UIE=1，允许更新中断
39 
40     TIM3->CR1 |= (1<<0);//配置CEN=1，启动定时器工作
41      
42     HAL_NVIC_SetPriority(TIM3_IRQn,2,1);
43     HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM3_IRQn);        
44 }

　　从模式：触发模式

　　在触发模式下，外部触发信号输入时，可以触发定时器的计数器启动。

　　如让计数器在TI2输入的上升沿开始向上计数，配置如下：

　　配置TIMx_CCMR1寄存器的CC2S = 01，配置通道为输入，并且映射到TI2上。

　　配置TIMx_CCER寄存器的CC2P = 1，选择TI2检测下降沿信号。

　　配置TIMx_CCMR1寄存器的IC2F = 0000，选择TI2信号不滤波。

　　配置TIMx_CCMR1寄存器的IC2PSC = 00，选择TI2信号不分频。

　　配置TIMx_SMCR寄存器的TS = 110，选择TI2FP2信号作为TRGI的输入源。

　　配置TIMx_SMCR寄存器的SMS = 110，选择定时器为触发模式。

　　当TI2上出现一个上升沿时，计数器开始在内部时钟驱动下计数，同时设置TIF标志。如下图：

　　当TI2产生上升沿时，CEN位会被置位，计数器开始计数。

 

　　以下代码是使用TIM3的通道2的PA7输入一个上升沿来触发启动TIM3计数器工作，程序如下：

 

 1 void TIM3_TEST(void)
 2 { 
 3     RCC->APB2ENR |= 1<<2;   //开启GPIOA的时钟
 4     RCC->APB1ENR |= 1<<1;   //开启TIM3的时钟    
 5     
 6     GPIOA->CRL &= 0x0FFFFFFF;
 7     GPIOA->CRL |= 0x80000000;//设置GPIOA7为输入
 8     GPIOA->ODR &= ~(1<<7);//开启GPIOA7的下拉
 9        
10     TIM3->PSC = 7199;//设置TIM3的预分频器系数为7200分频
11     TIM3->ARR = 60000;//设置TIM3的自动重载值为60000,计数周期是6s
12     TIM3->CNT = 0;//清除计数器的值
13     
14     TIM3->CR1 &= ~(0x03<<5);//配置CMS=00，选择定时器的计数模式为边沿模式
15     TIM3->CR1 &= ~(1<<4);//配置DIR=0，选择定时器的计数方向为向上计数    
16 
17     TIM3->EGR |= (1<<0);//配置UG=1，产生一个软件溢出中断，更新计数器和预分频器的数值
18     TIM3->SR = 0;    
19     
20     TIM3->CCMR1 &= ~(0x03<<8);
21     TIM3->CCMR1 |= (0x01<<8);//配置CC2S=01，选择CC2通道为输入，并映射到TI2上
22 
23     TIM3->CCMR1 &= ~(0x03<<10);
24     TIM3->CCMR1 |= (0x00<<10);//配置IC2PSC=00，选择通道2的预分频为1
25 
26     TIM3->CCMR1 &= ~(0x0F<<12);
27     TIM3->CCMR1 |= (0x00<<12);//配置IC2F=0000，选择通道2的滤波为无滤波
28     
29     TIM3->CCER &= ~(1<<5);//配置CC2P=0，选择通道2捕获发生在上升沿   
30       
31     TIM3->SMCR &= ~(0x07<<4);
32     TIM3->SMCR |= (0x06<<4);//配置TS=110，选择TI2FP2作为从模式控制器的触发源
33     
34     TIM3->SMCR &= ~(0x07<<0);
35     TIM3->SMCR |= (0x06<<0);//配置SMS=110，选择从模式控制器为触发模式       
36 
37     TIM3->DIER |= (1<<0);//配置UIE=1，允许更新中断
38 
39     HAL_NVIC_SetPriority(TIM3_IRQn,2,1);
40     HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM3_IRQn);        
41 }

从模式：外部时钟模式2+触发模式

　　外部时钟模式2可以与另一种定时器从模式（外部时钟模式1和编码器模式除外）一起使用。这时ETR信号被用作外部时钟的输入来驱动计数器计数，然后用另一个输入触发定时器。因为ETR用来作为外部时钟模式2的计数驱动，所以做好不要选择ETR作为TRGI的输入源。

　　如选择外部时钟模式2作为定时器的时钟驱动，然后在TI1产生一个上升沿后触发定时器开始计数。配置如下：

　　配置TIMx_SMCR寄存器的ETF = 0000，选择ETR信号不滤波。

　　配置TIMx_SMCR寄存器的ETPS = 00，选择ETR信号不滤波。

　　配置TIMx_SMCR寄存器的ETP = 0，选择ETR信号检测上升沿信号。

　　配置TIMx_SMCR寄存器的ECE = 1，使能外部时钟模式2。

　　配置TIMx_CCMR1寄存器的CC1S = 01，配置通道为输入，并且映射到TI1上。

　　配置TIMx_CCER寄存器的CC1P = 0，选择TI1检测上升沿沿信号。

　　配置TIMx_CCMR1寄存器的IC1F = 0000，选择TI1信号不滤波。

　　配置TIMx_CCMR1寄存器的IC1PSC = 00，选择TI1信号不分频。

　　配置TIMx_SMCR寄存器的TS = 101，选择TI1FP1信号作为TRGI的输入源。

　　配置TIMx_SMCR寄存器的SMS = 110，选择定时器为触发模式。

　　当TI1上出现一个上升沿时，TIF标志被置位，计数器开始在ETR脚位的上升沿计数。如下图：

　　定时器同步：

　　STM32的所有TIMx定时器在内部相连，用于定时器同步或链接。当一个定时器处于主模式时，主模式的定时器可以对处于从模式的定时器的计时器进行复位、启动、停止或提供时钟操作。

　　如下图是一个主定时器控制从定时器的例子：

 

　　图中定时器1作为主控制模式，定时器2作为从控制模式。主控制模式定时器输出TRGO1信号作为从控制模式定时器的输入源ITR1驱动定时器2的计数器。

　　也就是说可以使用一个定时器作为另一个定时器的预分频器，如可以配置TIM1作为TIM2的预分频，配置如下：

　　配置TIM1_CR2寄存器的MMS=010，让定时器1工作在主模式，并且在每一个更新事件时输出一个周期性的上升沿信号。

　　配置TIM2_SMCR寄存器的TS=000，选择连接定时器1的TRGO输出至定时器2，并时定时器2使用ITR1作为内部触发的从模式。

　　配置TIM2_SMCR寄存器的SMS=111，将定时器2的时钟选择为外部时钟模式1，这样ITR1就是作为驱动TIM2计数器的时钟源。

　　最后置位TIM1_CR1的CEN位和TIM2_CR1的CEN，同时启动两个定时器。

转载于:https://www.cnblogs.com/h1019384803/p/11336757.html