高级定时器

本节主要介绍以下内容：

定时器简介

高级定时器功能框图讲解

一、定时器简介

定时器功能  ：定时、输出比较、输入捕获、断路输入

定时器分类  ：基本定时器、通用定时器、高级定时器

定时器资源  ：F103有2个高级定时器、4个通用定时器、2个基本定时器

计数器特性：

高级定时器功能简介

• -计数器16bit，上/下/两边 计数，TIM1和TIM8，还有一个重复计数器RCR，独有。
• -有4个GPIO，其中通道1~3还有互补输出GPIO
• -时钟来自PCLK2，为72M，可实现1~65536分频

        高级控制定时器(TIM1 和TIM8)和通用定时器在基本定时器的基础上引入了外部引脚，可以实现输入捕获和输出比较功能。高级控制定时器比通用定时器增加了可编程死区互补输出、重复计数器、带刹车(断路)功能，这些功能都是针对工业电机控制方面 。

STM32F103ZET6 的高级/通用定时器的IO 分配具体见表 

二、 高级定时器功能框图讲解

1-时钟源  2-控制器  3-时基  4-输入捕获  5-输出比较  6-断路功能

2.1 时钟源

1. -内部时钟源CK_INT       
2. -外部时钟模式1—外部的GPIO Tix（x=1 2 3 4）
3. -外部时钟模式2—外部的GPIO ETR
4. -内部触发输入

2.1.1  内部时钟源

1. -内部时钟源来自RCC的TIMx_CLK       72M
2. -TIMx_CLK等于多少呢？如何确定？    72M
3. 具体的查看：RCC时钟树部分

2.1.2 外部时钟1

①时钟信号输入引脚 

1. -外部的GPIO TIx，对应：TIMx_CH1/2/3/4
2. -TIM_CCMRx 的位 CCxS[1:0]配置，其中 CCMR1 控制 TI1/2， CCMR2 控制 TI3/4

②滤波器

1. -如果来自外部的时钟信号的频率过高或者混杂有高频干扰信号的话，我们就需要使用滤波器对 ETRP 信号重新采样，来达到降频或者去除高频干扰的目的，2-由TIMx_CCMRx 的位 ICxF[3:0]配置。 

③边沿检测

1. -边沿检测的信号来自于滤波器的输出，在成为触发信号之前，需要进行边沿检测，决定是上升沿有效还是下降沿有效。
2. -由 TIMx_CCER 的位 CCxP 和 CCxNP 配置。

 ④触发选择

1. -当使用外部时钟模式 1 时，触发源有两个，一个是滤波后的定时器输入 1（ TI1FP1）和滤波后的定时器输入 2（ TI2FP2）。
2. -由 TIMx_SMCR 的位 TS[2:0]配置。

⑤从模式选择

1. -选定了触发源信号后，最后我们需把信号连接到 TRGI 引脚，让触发信号成为外部时钟模式 1 的输入，最终等于 CK_PSC，然后驱动计数器 CNT 计数。
2. -具体的配置TIMx_SMCR 的位 SMS[2:0]为 000 即可选择外部时钟模式 1。

⑥使能计数器

1. -经过上面的 5 个步骤之后， 最后我们只需使能计数器开始计数，外部时钟模式 1 的配置就算完成。
2. -使能计数器由 TIMx_CR1 的位 CEN 配置。

 2.1.3 外部时钟2

①时钟信号输入引脚

 当使用外部时钟模式 2 的时候，时钟信号来自于定时器的特定输入通道 TIMx_ETR，只有 1 个。

②外部触发极性

• -来自 ETR 引脚输入的信号可以选择为上升沿或者下降沿有效。
• -具体的由 TIMx_SMCR的位 ETP 配置。

③外部触发预分频器 

1. -由于 ETRP 的信号的频率不能超过 TIMx_CLK（ 180M）的 1/4，当触发信号的频率很高的情况下，就必须使用分频器来降频。
2. -具体的由 TIMx_SMCR 的位 ETPS[1:0]配置。

④滤波器 

1. -如果 ETRP 的信号的频率过高或者混杂有高频干扰信号的，需要使用滤波器对 ETRP 信号重新采样，来达到降频或者去除高频干扰的目的。
2. -具体的由 TIMx_SMCR 的位 ETF[3:0]配置，其中的 fDTS 是由内部时钟 CK_INT 分频得到，具体的由 TIMx_CR1 的位CKD[1:0]配置。

⑤从模式选择

1. -经过滤波器滤波的信号连接到 ETRF 引脚后，触发信号成为外部时钟模式 2 的输入，最终等于 CK_PSC，然后驱动计数器 CNT 计数。
2. -具体的配置 TIMx_SMCR 的位 ECE 为 1即可选择外部时钟模式 2。

⑥使能计数器 

1. -经过上面的 5 个步骤之后， 最后我们只需使能计数器开始计数，外部时钟模式 2 的配置就算完成。
2. -使能计数器由 TIMx_CR1 的位 CEN 配置。

2.1.4 内部触发输入 

1. -内部触发输入是使用一个定时器作为另一个定时器的预分频器。硬件上高级控制定时器和通用定时器在内部连接在一起，可以实现定时器同步或级联。
2. - 由TIMx_SMCR 的位 TS[2:0]配置。

内部触发连接 

TIM1为TIM2提供时钟 

2.2 控制器

1. -控制器就是用来控制的，发送命令的
2. -CR1、CR2、SMCR、CCER，主要学习这几个寄存器即可。

2.3 时基单元 

        高级控制定时器时基单元功能包括四个寄存器，分别是计数器寄存器(CNT)、预分频
器寄存器(PSC)、自动重载寄存器(ARR)和重复计数器寄存器(RCR)。其中重复计数器RCR
是高级定时器独有，通用和基本定时器没有。前面三个寄存器都是16 位有效，TIMx_RCR
寄存器是8 位有效。

①预分频器PSC

        预分频器PSC，有一个输入时钟CK_PSC 和一个输出时钟CK_CNT。输入时钟CK_PSC 就是上面时钟源的输出，输出CK_CNT 则用来驱动计数器CNT 计数。通过设置预分频器PSC 的值可以得到不同的CK_CNT，实际计算为：fCK_CNT等于fCK_PSC/(PSC[15:0]+1)，可以实现1 至65536 分频。

②计数器CNT
        高级控制定时器的计数器有三种计数模式，分别为递增计数模式、递减计数模式和递增/递减(中心对齐)计数模式。

(1) 递增计数模式下，计数器从0 开始计数，每来一个CK_CNT 脉冲计数器就增加1，直到计数器的值与自动重载寄存器ARR 值相等，然后计数器又从0 开始计数并生成计数器上溢事件，计数器总是如此循环计数。如果禁用重复计数器，在计数器生成上溢事件就马上生成更新事件(UEV)；如果使能重复计数器，每生成一次上溢事件重复计数器内容就减1，直到重复计数器内容为0 时才会生成更新事件。

(2) 递减计数模式下，计数器从自动重载寄存器ARR 值开始计数，每来一个CK_CNT 脉冲计数器就减1，直到计数器值为0，然后计数器又从自动重载寄存器ARR 值开始递减计数并生成计数器下溢事件，计数器总是如此循环计数。如果禁用重复计数器，在计数器生成下溢事件就马上生成更新事件；如果使能重复计数器，每生成一次下溢事件重复计数器内容就减1，直到重复计数器内容为0 时才会生成更新事件。

(3) 中心对齐模式下，计数器从0 开始递增计数，直到计数值等于(ARR-1)值生成计数器上溢事件，然后从ARR 值开始递减计数直到1 生成计数器下溢事件。然后又从0 开始计数，如此循环。每次发生计数器上溢和下溢事件都会生成更新事件。

③自动重载寄存器ARR
        自动重载寄存器ARR 用来存放与计数器CNT 比较的值，如果两个值相等就递减重复计数器。可以通过TIMx_CR1 寄存器的ARPE位控制自动重载影子寄存器功能，如果ARPE位置1，自动重载影子寄存器有效，只有在事件更新时才把TIMx_ARR 值赋给影子寄存器。如果ARPE 位为0，则修改TIMx_ARR 值马上有效。 

④重复计数器RCR
        在基本/通用定时器发生上/下溢事件时直接就生成更新事件，但对于高级控制定时器却不是这样，高级控制定时器在硬件结构上多出了重复计数器，在定时器发生上溢或下溢事件是递减重复计数器的值，只有当重复计数器为0 时才会生成更新事件。在发生N+1 个上溢或下溢事件(N 为RCR 的值)时产生更新事件。 

2.4 输入捕获

        输入捕获可以对输入的信号的上升沿，下降沿或者双边沿进行捕获，常用的测量输入信号的脉宽和测量PWM输入信号的频率和占空比这两种。 

        输入捕获的大概原理就是，当捕获到信号的跳变沿的时候，把计数器CNT 的值锁存到捕获寄存器CCR 中，把前后两次捕获到的CCR 寄存器中的值相减，就可以算出脉宽或者频率。如果捕获的脉宽的时间长度超过你的捕获定时器的周期，就会发生溢出，这个我们需要做额外的处理。

①输入通道
        需要被测量的信号从定时器的外部引脚TIMx_CH1/2/3/4 进入，通常叫TI1/2/3/4，在后
面的捕获讲解中对于要被测量的信号我们都以TIx 为标准叫法。 

②输入滤波器和边沿检测器

        当输入的信号存在高频干扰的时候，我们需要对输入信号进行滤波，即进行重新采样，根据采样定律，采样的频率必须大于等于两倍的输入信号，比如输入的信号为1M，又存在高频的信号干扰，那么此时就很有必要进行滤波，我们可以设置采样频率为2M，这样可以在保证采样到有效信号的基础上把高于2M 的高频干扰信号过滤掉。

        滤波器的配置由CR1 寄存器的位CKD[1:0]和CCMR1/2 的位ICxF[3:0]控制。从ICxF位的描述可知，采样频率fSAMPLE 可以由fCK_INT 和fDTS 分频后的时钟提供，其中是fCK_INT 内部时钟，fDTS 是fCK_INT 经过分频后得到的频率，分频因子由CKD[1:0]决定，可以是不分频，2 分频或者是4 分频。

        边沿检测器用来设置信号在捕获的时候是什么边沿有效，可以是上升沿，下降沿，或者是双边沿，具体的由CCER 寄存器的位CCxP 和CCxNP 决定。

③捕获通道

        捕获通道就是图中的IC1/2/3/4，每个捕获通道都有相对应的捕获寄存器CCR1/2/3/4，当发生捕获的时候，计数器CNT 的值就会被锁存到捕获寄存器中。

        这里我们要搞清楚输入通道和捕获通道的区别，输入通道是用来输入信号的，捕获通道是用来捕获输入信号的通道，一个输入通道的信号可以同时输入给两个捕获通道。比如输入通道TI1 的信号经过滤波边沿检测器之后的TI1FP1 和TI1FP2 可以进入到捕获通道IC1和IC2，其实这就是我们后面要讲的PWM 输入捕获，只有一路输入信号（TI1）却占用了两个捕获通道（IC1 和IC2）。当只需要测量输入信号的脉宽时候，用一个捕获通道即可。输入通道和捕获通道的映射关系具体由寄存器CCMRx 的位CCxS[1:0]配置。

④预分频器
        ICx 的输出信号会经过一个预分频器，用于决定发生多少个事件时进行一次捕获。具体的由寄存器CCMRx 的位ICxPSC 配置，如果希望捕获信号的每一个边沿，则不分频。 

⑤捕获寄存器
        经过预分频器的信号ICxPS 是最终被捕获的信号，当发生捕获时（第一次），计数器
CNT 的值会被锁存到捕获寄存器CCR 中，还会产生CCxI 中断，相应的中断位CCxIF（在
SR 寄存器中）会被置位，通过软件或者读取CCR中的值可以将CCxIF清0。如果发生第二
次捕获（即重复捕获：CCR 寄存器中已捕获到计数器值且 CCxIF 标志已置 1），则捕获溢
出标志位CCxOF（在SR 寄存器中）会被置位，CCxOF 只能通过软件清零。

2.5 输出比较

        输出比较就是通过定时器的外部引脚对外输出控制信号，有冻结、将通道X（x=1,2,3,4）设置为匹配时输出有效电平、将通道X 设置为匹配时输出无效电平、翻转、强制变为无效电平、强制变为有效电平、PWM1 和PWM2 这八种模式，具体使用哪种模式由寄存器CCMRx 的位OCxM[2:0]配置。其中PWM模式是输出比较中的特例，使用的也最多。 

①比较寄存器
        当计数器CNT 的值跟比较寄存器CCR 的值相等的时候，输出参考信号OCxREF 的信号的极性就会改变，其中OCxREF=1（高电平）称之为有效电平，OCxREF=0（低电平）称之为无效电平，并且会产生比较中断CCxI，相应的标志位CCxIF（SR 寄存器中）会置位。然后OCxREF 再经过一系列的控制之后就成为真正的输出信号OCx/OCxN。

②死区发生器

在生成的参考波形OCxREF 的基础上，可以插入死区时间，用于生成两路互补的输出
信号OCx 和OCxN，死区时间的大小具体由BDTR 寄存器的位DTG[7:0]配置。死区时间的
大小必须根据与输出信号相连接的器件及其特性来调整。下面我们简单举例说明下带死区的
PWM信号的应用，我们以一个板桥驱动电路为例。

在这个半桥驱动电路中，Q1 导通，Q2 截止，此时我想让Q1 截止Q2 导通，肯定是要先让Q1 截止一段时间之后，再等一段时间才让Q2 导通，那么这段等待的时间就称为死区时间，因为Q1 关闭需要时间（由MOS 管的工艺决定）。如果Q1 关闭之后，马上打开Q2，那么此时一段时间内相当于Q1 和Q2 都导通了，这样电路会短路。下图是针对上面的半桥驱动电路而画的带死区插入的PWM信号，图中的死区时间要根据MOS 管的工艺来调节。 

         在输出比较的输出控制中，参考信号OCxREF 在经过死区发生器之后会产生两路带死区的互补信号OCx_DT 和OCxN_DT（通道1~3 才有互补信号，通道4 没有，其余跟通道1~3 一样），这两路带死区的互补信号然后就进入输出控制电路，如果没有加入死区控制，那么进入输出控制电路的信号就直接是OCxREF。
        进入输出控制电路的信号会被分成两路，一路是原始信号，一路是被反向的信号，具体的由寄存器CCER 的位CCxP 和CCxNP 控制。经过极性选择的信号是否由OCx 引脚输出到外部引脚CHx/CHxN 则由寄存器CCER 的位CxE/CxNE 配置。
        如果加入了断路（刹车）功能，则断路和死区寄存器BDTR的MOE、OSSI 和OSSR这
三个位会共同影响输出的信号。
④输出引脚
        输出比较的输出信号最终是通过定时器的外部IO 来输出的，分别为CH1/2/3/4，其中前面三个通道还有互补的输出通道CH1/2/3N。更加详细的IO 说明还请查阅相关的数据手册。

2.6 断路功能       

        断路功能就是电机控制的刹车功能，使能断路功能时，根据相关控制位状态修改输出信号电平。在任何情况下，OCx 和OCxN 输出都不能同时为有效电平，这关系到电机控制常用的H 桥电路结构原因。
        断路源可以是时钟故障事件，由内部复位时钟控制器中的时钟安全系统(CSS)生成，也可以是外部断路输入IO，两者是或运算关系。
        系统复位启动都默认关闭断路功能，将断路和死区寄存器(TIMx_BDTR)的BKE 为置1，使能断路功能。可通过TIMx_BDTR 寄存器的BKP 位设置设置断路输入引脚的有效电平，设置为1 时输入BRK 为高电平有效，否则低电平有效。
        发送断路时，将产生以下效果：

 TIMx_BDTR 寄存器中主输出模式使能(MOE)位被清零，输出处于无效、空闲或
复位状态；
 根据相关控制位状态控制输出通道引脚电平；当使能通道互补输出时，会根据情
况自动控制输出通道电平；
 将TIMx_SR 寄存器中的 BIF 位置 1，并可产生中断和DMA 传输请求。
 如果 TIMx_BDTR 寄存器中的 自动输出使能(AOE)位置 1，则MOE 位会在发生下
一个UEV 事件时自动再次置 1。

2.7 输入捕获应用

        输入捕获一般应用在两个方面，一个方面是脉冲跳变沿时间测量，另一方面是PWM输入测量。

2.7.1 测量脉宽或者频率

①测量频率

        当捕获通道TIx 上出现上升沿时，发生第一次捕获，计数器CNT 的值会被锁存到捕获到寄存器CCR 中，而且还会进入捕获中断，在中断服务程序中记录一次捕获（可以用一个标志变量来记录），并把捕获寄存器中的值读取到value1 中。当出现第二次上升沿时，发生第二次捕获，计数器CNT的值会再次被锁存到捕获寄存器CCR中，并再次进入捕获中断，在捕获中断中，把捕获寄存器的值读取到value3 中，并清除捕获记录标志。利用value3 和value1 的差值我们就可以算出信号的周期（频率）。

②.测量脉宽

        当捕获通道TIx 上出现上升沿时，发生第一次捕获，计数器CNT 的值会被锁存到捕获寄存器CCR 中，而且还会进入捕获中断，在中断服务程序中记录一次捕获（可以用一个标志变量来记录），并把捕获寄存器中的值读取到value1 中。然后把捕获边沿改变为下降沿捕获，目的是捕获后面的下降沿。当下降沿到来的时候，发生第二次捕获，计数器CNT 的值会再次被锁存到捕获寄存器CCR 中，并再次进入捕获中断，在捕获中断中，把捕获寄存器的值读取到value3 中，并清除捕获记录标志。然后把捕获边沿设置为上升沿捕获。

        在测量脉宽过程中需要来回的切换捕获边沿的极性，如果测量的脉宽时间比较长，定时器就会发生溢出，溢出的时候会产生更新中断，我们可以在中断里面对溢出进行记录处理。

③PWM输入模式

        测量脉宽和频率还有一个更简便的方法就是使用PWM 输入模式，该模式是输入捕获的特例，只能使用通道1 和通道2，通道3 和通道4 使用不了。与上面那种只使用一个捕获寄存器测量脉宽和频率的方法相比，PWM输入模式需要占用两个捕获寄存器。

        当使用PWM 输入模式的时候，因为一个输入通道(TIx)会占用两个捕获通道(ICx)，所以一个定时器在使用PWM输入的时候最多只能使用两个输入通道(TIx)。 

        我们以输入通道TI1 工作在PWM输入模式为例来讲解下具体的工作原理，其他通道以此类推即可。

        PWM 信号由输入通道TI1 进入，因为是PWM输入模式的缘故，信号会被分为两路，一路是TI1FP1，另外一路是TI2FP2。其中一路是周期，另一路是占空比，具体哪一路信号对应周期还是占空比，得从程序上设置哪一路信号作为触发输入，作为触发输入的哪一路信号对应的就是周期，另一路就是对应占空比。作为触发输入的那一路信号还需要设置极性，是上升沿还是下降沿捕获，一旦设置好触发输入的极性，另外一路硬件就会自动配置为相反的极性捕获，无需软件配置。一句话概括就是：选定输入通道，确定触发信号，然后设置触发信号的极性即可，因为是PWM 输入的缘故，另一路信号则由硬件配置，无需软件配置。

        当使用PWM输入模式的时候必须将从模式控制器配置为复位模式（配置寄存器SMCR的位SMS[2:0]来实现），即当我们启动触发信号开始进行捕获的时候，同时把计数器CNT复位清零。

        下面我们以一个更加具体的时序图来分析下PWM输入模式。

        PWM 信号由输入通道TI1 进入，配置TI1FP1 为触发信号，上升沿捕获。当上升沿的时候IC1 和IC2 同时捕获，计数器CNT 清零，到了下降沿的时候，IC2 捕获，此时计数器CNT的值被锁存到捕获寄存器CCR2中，到了下一个上升沿的时候，IC1捕获，计数器CNT的值被锁存到捕获寄存器CCR1 中。其中CCR2+1 测量的是脉宽，CCR1+1 测量的是周期。这里要注意的是CCR2 和CCR1 的值在计算占空比和频率的时候都必须加1，因为计数器是从0 开始计数的。
        从软件上来说，用PWM 输入模式测量脉宽和周期更容易，付出的代价是需要占用两个捕获寄存器。

2.8 输出比较应用

        输出比较模式总共有8 种，具体的由寄存器CCMRx 的位OCxM[2:0]配置。我们这里只讲解最常用的PWM模式，其他几种模式具体的看数据手册即可。

2.8.1 PWM输出模式

        PWM输出就是对外输出脉宽（即占空比）可调的方波信号，信号频率由自动重装寄存器ARR 的值决定，占空比由比较寄存器CCR 的值决定。

        PWM 模式分为两种，PWM1 和PWM2，总得来说是差不多，就看你怎么用而已，具体的区别见下表：

        下面我们以PWM1 模式来讲解，以计数器CNT计数的方向不同还分为边沿对齐模式和中心对齐模式。PWM信号主要都是用来控制电机，一般的电机控制用的都是边沿对齐模式，FOC 电机一般用中心对齐模式。我们这里只分析这两种模式在信号感官上（即信号波形）的区别，具体在电机控制中的区别不做讨论，到了你真正需要使用的时候就会知道了。

①PWM边沿对齐模式

        在递增计数模式下，计数器从 0 计数到自动重载值（ TIMx_ARR 寄存器的内容），然后重新从 0 开始计数并生成计数器上溢事件

        在边沿对齐模式下，计数器CNT 只工作在一种模式，递增或者递减模式。这里我们以CNT 工作在递增模式为例，在中，ARR=8，CCR=4，CNT 从0 开始计数，当CNT

② PWM中心对齐模式

        在中心对齐模式下，计数器CNT 是工作做递增/递减模式下。开始的时候，计数器CNT 从 0 开始计数到自动重载值减1(ARR-1)，生成计数器上溢事件；然后从自动重载值开始向下计数到 1 并生成计数器下溢事件。之后从0 开始重新计数。图 33-14 是PWM1模式的中心对齐波形，ARR=8，CCR=4。第一阶段计数器CNT 工作在递增模式下，从0 开始计数，当CNTCCR 时，OCxREF 为无效的低电平，当CCR=>CNT>=1 时，OCxREF 为有效的高电平。在波形图上我们把波形分为两个阶段，第一个阶段是计数器CNT 工作在递增模式的波形，这个阶段我们又分为①和②两个阶段，第二个阶段是计数器CNT 工作在递减模式的波形，这个阶段我们又分为③和④两个阶段。要说中心对齐模式下的波形有什么特征的话，那就是①和③阶段的时间相等，②和④阶段的时间相等。中心对齐模式又分为中心对齐模式1/2/3 三种，具体由寄存器CR1 位CMS[1:0]配置。具体的区别就是比较中断中断标志位CCxIF 在何时置1：中心模式1 在CNT 递减计数的时候置1，中心对齐模式2 在CNT 递增计数时置1，中心模式3 在CNT 递增和递减计数时都置1。

三、定时器初始化结构体详解

        在标准库函数头文件stm32f10x_tim.h 中对定时器外设建立了四个初始化结构体，分别为

时基初始化结构体TIM_TimeBaseInitTypeDef 、

输出比较初始化结构体TIM_OCInitTypeDef、

输入捕获初始化结构体TIM_ICInitTypeDef 、

断路和死区初始化结构体TIM_BDTRInitTypeDef，

高级控制定时器可以用到所有初始化结构体，通用定时器不能使用TIM_BDTRInitTypeDef 结构体，基本定时器只能使用时基结构体。接下来我们具体讲解下这四个结构体。

3.1 . TIM_TimeBaseInitTypeDef​​​​​​​

        时基结构体TIM_TimeBaseInitTypeDef 用于定时器基础参数设置，与TIM_TimeBaseInit函数配合使用完成配置。

1.  TIM_Prescaler：定时器预分频器设置，时钟源经该预分频器才是定时器计数时钟
    CK_CNT，它设定PSC 寄存器的值。计算公式为：计数器时钟频率 (fCK_CNT) 等于​​​​​​​fCK_PSC / (PSC[15:0] + 1)，可实现1 至65536 分频。
2. TIM_CounterMode：定时器计数方式，可设置为向上计数、向下计数以及中心对齐。高级控制定时器允许选择任意一种。
3. TIM_Period：定时器周期，实际就是设定自动重载寄存器ARR 的值，ARR 为要装载到实际自动重载寄存器（即影子寄存器）的值，可设置范围为0 至65535。
4. TIM_ClockDivision：时钟分频，设置定时器时钟CK_INT 频率与死区发生器以及数字滤波器采样时钟频率分频比。可以选择1、2、4 分频。
5. TIM_RepetitionCounter：重复计数器，只有8 位，只存在于高级定时器。

3.2  TIM_OCInitTypeDef

        输出比较结构体TIM_OCInitTypeDef 用于输出比较模式，与TIM_OCxInit 函数配合使用完成指定定时器输出通道初始化配置。高级控制定时器有四个定时器通道，使用时都必须单独设置。

 

1. TIM_OCMode：比较输出模式选择，总共有八种，常用的为PWM1/PWM2。它设定CCMRx 寄存器OCxM[2:0]位的值。
2. TIM_OutputState：比较输出使能，决定最终的输出比较信号OCx 是否通过外部引脚输出。它设定TIMx_CCER 寄存器CCxE/CCxNE 位的值。
3. TIM_OutputNState:比较互补输出使能，决定OCx 的互补信号OCxN 是否通过外部引脚输出。它设定CCER 寄存器CCxNE 位的值。
4. TIM_Pulse：比较输出脉冲宽度，实际设定比较寄存器CCR 的值，决定脉冲宽度。可设置范围为0 至65535。
5. TIM_OCPolarity：比较输出极性，可选OCx 为高电平有效或低电平有效。它决定着定时器通道有效电平。它设定CCER 寄存器的CCxP 位的值。
6. TIM_OCNPolarity：比较互补输出极性，可选OCxN 为高电平有效或低电平有效。它设定TIMx_CCER 寄存器的CCxNP 位的值。
7. TIM_OCIdleState：空闲状态时通道输出电平设置，可选输出1 或输出0，即在空闲状态(BDTR_MOE 位为0)时，经过死区时间后定时器通道输出高电平或低电平。它设定CR2 寄存器的OISx 位的值。
8. TIM_OCNIdleState：空闲状态时互补通道输出电平设置，可选输出1 或输出0，即在空闲状态(BDTR_MOE 位为0)时，经过死区时间后定时器互补通道输出高电平或低电平，设定值必须与TIM_OCIdleState 相反。它设定是CR2 寄存器的OISxN 位的值。

3.3. TIM_ICInitTypeDef

        输入捕获结构体TIM_ICInitTypeDef 用于输入捕获模式，与TIM_ICInit 函数配合使用完成定时器输入通道初始化配置。如果使用PWM 输入模式需要与TIM_PWMIConfig 函数配合使用完成定时器输入通道初始化配置。

1. TIM_Channel：捕获通道ICx 选择，可选TIM_Channel_1、TIM_Channel_2、TIM_Channel_3 或TIM_Channel_4 四个通道。它设定CCMRx 寄存器CCxS 位 的值。
2.  TIM_ICPolarity：输入捕获边沿触发选择，可选上升沿触发、下降沿触发或边沿跳变触发。它设定CCER 寄存器CCxP 位和CCxNP 位的值。
3. TIM_ICSelection：输入通道选择，捕获通道ICx 的信号可来自三个输入通道，分别为TIM_ICSelection_DirectTI、TIM_ICSelection_IndirectTI 或TIM_ICSelection_TRC。如果是普通的输入捕获，4 个通道都可以使用，如果是PWM输入则只能使用通道1 和通道2。它设定CCRMx 寄存器的CCxS[1:0]位的值。
4. TIM_ICPrescaler：输入捕获通道预分频器，可设置1、2、4、8 分频，它设定CCMRx寄存器的ICxPSC[1:0]位的值。如果需要捕获输入信号的每个有效边沿，则设置1 分频即可。
5. TIM_ICFilter：输入捕获滤波器设置，可选设置0x0 至0x0F。它设定CCMRx 寄存器ICxF[3:0]位的值。一般我们不使用滤波器，即设置为0。

3. 4. TIM_BDTRInitTypeDef

        断路和死区结构体TIM_BDTRInitTypeDef 用于断路和死区参数的设置，属于高级定时器专用，用于配置断路时通道输出状态，以及死区时间。它与TIM_BDTRConfig 函数配置使用完成参数配置。这个结构体的成员只对应BDTR 这个寄存器，有关成员的具体使用配置请参考手册BDTR 寄存器的详细描述。

1. TIM_OSSRState：运行模式下的关闭状态选择，它设定BDTR 寄存器OSSR 位的值。
2. TIM_OSSIState：空闲模式下的关闭状态选择，它设定BDTR 寄存器OSSI 位的值。 
3. TIM_LOCKLevel：锁定级别配置， BDTR 寄存器LOCK[1:0]位的值。
4. TIM_DeadTime：配置死区发生器，定义死区持续时间，可选设置范围为0x0 至0xFF。它设定BDTR 寄存器DTG[7:0]位的值。 
5. TIM_Break：断路输入功能选择，可选使能或禁止。它设定BDTR 寄存器BKE 位的值。
6. TIM_BreakPolarity：断路输入通道BRK 极性选择，可选高电平有效或低电平有效。它设定BDTR 寄存器BKP 位的值。
7. TIM_AutomaticOutput：自动输出使能，可选使能或禁止，它设定BDTR 寄存器AOE位的值。 

四、PWM互补输出实验

        输出比较模式比较多，这里我们以PWM 输出为例讲解，并通过示波器来观察波形。实验中不仅在主输出通道输出波形，还在互补通道输出与主通道互补的的波形，并且添加了断路和死区功能。

4.1 硬件设计

根据开发板引脚使用情况，并且参考下表中定时器引脚信息 ，使用高级定时器TIM1 的通道1及其互补通道作为本实验的波形输出通道，对应选择PA8 和PB13 引脚。将示波器的两个输入通道分别与PA8 和PB13 引脚连接，用于观察波形，还有注意共地。为增加断路功能，需要用到TIM1_BKIN 引脚，这里选择PB12 引脚。程序我们设置该引脚为高电平有效，当BKIN引脚被置高低电平的时候，两路互补的PWM输出就被停止，就好像是刹车一样。

4.2 软件设计 

 编程要点

1. 定时器用到的GP IO 初始化
2.  定时器时基结构体TIM_TimeBaseInitTypeDef 初始化
3.  定时器输出比较结构体TIM_OCInitTypeDef 初始化
4. 定时器刹车和死区结构体TIM_BDTRInitTypeDef 初始化