定时器的基本原理概念以及应用

1.定时器的基本原理

定时器本质上是一个计数器。如果输入的是一个恒定的脉冲信号源（一般情况下是时钟信号），我们就可以根据定时器的计数（脉冲个数）和时钟频率计算出时间，这个就是定时器的基本原理。当然，定时器也可以作为计数器来使用，例如计算外部脉冲的个数等。这就是定时器的功能：计时和计数（实质都是计数）

2.定时器的基本类型

定时器通常根据计时方式和功能特点进行分类。

• 按计时方式分类：
  • 向上计数定时器（Up Counter）：从初始值开始逐渐增加计数，直到达到目标值或计时结束。
    • 向上计数定时器的基本寄存器：计数寄存器，比较寄存器（当计数寄存器和比较寄存器数值一致的时候可以用来触发中断）
  • 向下计数定时器（Down Counter）：从初始值开始逐渐减少计数，直到计数器的值为零或计时结束。
    • 向下计数定时器基本寄存器：计数寄存器，重载寄存器（当计数为0时候，计数寄存器被赋予重载寄存器重复下一次定时）
• 按功能特点分类：
  • 基本定时器：提供基本的计时和中断功能，适用于简单的时间控制需求。
  • 通用定时器/计数器：具备更多的功能和灵活性，如多通道输出、输入捕获、编码器接口等

3.定时器的作用

3.1定时器的PWM输出功能原理与流程

第一步：设置定时器模式

定时器作为PWM输出时候处于PWM模式（有些也称作为free-run模式），当比较事件发生以后并不会复位计数器,而是继续计数,直到计数值为 MAX,然后重新回滚到 0

第二步：设置占空比

（向上计数）当定时器的计数值小于等于比较寄存器的值时，输出信号为高电平；否则为低电平，通过调节比较寄存器就可以调节PWM的占空比。

第三步：设置周期

周期则是计数器从0->MAX的总时长，通过调节定时器的输入预分频，来设置PWM的周期

由于一个定时器可以同时有多个比较寄存器，所以我们可以同时输出多路不同占空比的PWM，但是他们的周期是一样的。并且可以设置为其中两路形成互补输出

3.2定时器输入捕获功能原理与流程

定时器输入捕获功能至少需要两个输入捕获寄存器

第一步：分别设置两个输入捕获寄存器捕获的条件（例如上升沿触发）

当外界输入第一次满足条件，第一个输入捕获寄存器会把当前计数器的值保存在本地。当外界输入再次满足捕获条件，第二个输入捕获寄存器会把当前计数器的值再次保存在本地。

第二部：比较计算

通过比较以及计算两个输入捕获寄存器的值，我们就可以知道两次输入捕获触发的时间差，进而算出周期频率等系列参数

3.3其他作用（常用）

计时：通过两次读取的计数器以及输入频率进行计数来计算时间

周期中断：当计数器和比较器一致的时候触发中断，并重新载入计数器的值