STM32 - 定时器

Lcb3rg

2025-01-05

系统定时器：

系统定时器（SysTick系统）是属于CM3内核，内嵌在NVIC中。
系统定时器：是一个24bit的向下递减的计数器，计数器每计数一次的时间为1 / SYSCLK（时钟频率），一般我们设置系统时钟SYSCLK（与AHB相同）等于72M。当重装载数值寄存器的值递减到0的时候，系统定时器就产生一次中断，以此循环往复。
寄存器：
- **CTRL：**SysTick控制和状态寄存器
- **LOAD：**SysTick重装载寄存器
- **VAL：**SysTick当前数值寄存器
- **CALIB：**SysTick 校准数值寄存器。很少用到

基本定时器：

基本定时器：TIM6和TIM7，各包含一个16位自动装载计数器，由各自的可编程预分频器驱动。
这2个定时器是互相独立的，不共享任何资源。
这个2个基本定时器只能向上计数，由于没有外部IO，所以只能计时，不能对外部脉冲进行计数。
功能：定时中断，主模式，触发DAC。
基本定时器只能向上计数，从0开始自增，自增到自动重装载寄存器的值时，下一个时钟上升沿到来后，计数器产生溢出，从0重新计数，并产生更新事件(UEV)，如果开启中断，也会产生更新中断
寄存器：
1. CR1：控制寄存器1
2. CR2：控制寄存器2
3. DIER：中断使能寄存器
4. SR：状态寄存器
5. EGR：事件产生寄存器
6. CNT：计数器
7. PSC：预分频寄存器
8. ARR：自动重装载寄存器
配置流程：
1. 开启时钟 TIM6
2. 配置 TIM6 PSC、 CNT、 ARR
3. 更新中断
4. 使能
5. 基本定时器和滴答定时器功能基本一致，
6. 我们经常使用 TIM6、 TIM7、 SysTick 当做时间基准

通用定时器：

通用定时器有4个分别是：TIM2、TIM3、TIM4、TIM5
功能：
1. 多种时钟源。（内外）
2. 向上计数（加），向下计数（减），向上/向下（先加后减）。当然我们使用的时候更喜欢向上计数。
3. 输入捕获。
4. 输出比较。
5. PWM生成。
6. 支持针对定位的增量（正交）编码器和霍尔传感器电路。
通用定时器是一个通过可编程预分频器驱动的 16 位自动装载计数器构成。它适用于多种场合，包括：
1. 输入捕获：测量输入信号的脉冲长度(输入捕获)、按键时间检测、红外的解调
2. 输出比较：产生输出波形(输出比较和 PWM)、控制电机、红外发送
每个定时器都是完全独立的，没有互相共享任何资源。
计数模式：向上计数、向下计数、中央对齐计数4 个独立通道：
每个通道都可以进行输入捕获和输出比较
PWM：脉冲宽度调制，简单来说就是通过调解高电平时间占比（占空比），模拟不同电压/功率来实现不同的效果
占空比：高电平宽度除以周期
输出比较 PWM ：配置流程
1. 情况1：LED （外设）上连接了有 TIM 功能的引脚
  
  1、开启时钟 GPIOB、 TIM4
  
  2、模式：复用推挽输出
  
  3、基本定时器的配置： PSC、 ARR、 CNT
  
  4、输出比较功能配置： CCMR、 CCR、 CCER、 DIER
  
  5、使能
2. 情况 2： LED （外设）上连接了没有 TIM 功能的引脚、并且不能映射
  
  1、开启时钟 GPIOE、 TIM4
  
  2、模式：通用推挽输出
  
  3、基本定时器的配置： PSC、 ARR、 CNT
  
  4、输出比较功能配置： CCMR、 CCR、 CCER、 DIER，注意 OCx 不输出到对应引脚
  
  5、使能
3. 情况 3： LED 上连接了有 TIM 功能的引脚，但是这个功能在 Remap 上
  
  1、开启时钟 TIM3、 AFIO、 GPIOB
  
  2、关闭 JTAG 功能，打开 SWD 功能，映射 TIM3_CH1 到 PB4 上
  
  3、模式：复用推挽输出
  
  4、基本定时器的配置： PSC、 ARR、 CNT
  
  5、输出比较功能配置： CCMR、 CCR、 CCER、 DIER
  
  6、使能
输入捕获：
1. 输入捕获作用：此功能可以捕获输入通道上信号的上升沿或下降沿
2. 多用于测量PWM的周期/频率，只要测量出连续的两个上升沿或连续的两个下降沿的时间间隔。
3. 也可以测量占空比，只要测量出连续的一个上升沿和一个下降沿的时间间隔，然后除以周期即可。
4. 测量PWM周期频率用到的寄存器详解：
  - **输入通道滤波器设置：**配置CH1的输入滤波器，可以过滤掉一些干扰信号（CCMR）
  - *通道输入信号边缘检测*和捕获使能：**设置边沿检测器 0上升沿 1下降沿，使能CH1通道捕获使能 0: 关闭 1：开启（CCER）
  - 捕获比较中断： 开启捕获比较中断，在中断服务函数中对捕获到的上升沿进行处理（DIER）
  - 输入模式：（CCMR）

高级定时器：

高级定时器有2个分别是：TIM1、TIM8。
高级定时器除了拥有通用定时器的所有功能外，还具有以下功能：
1. 死区时间可编程的互补输出
  1. 死区时间：延时一段时间再开通。
  2. 互补输出：
    1. 高级定时器的通道1/2/3可以分别输出2路互补信号：CH1和CH1N(注意通道4没有)
    2. 互补信号：频率周期相等，相位相差180°。
    3. 互补输出一般用于驱动H桥电路，H桥通常用于驱动电流较大的负载，比如电机。
2. 断路输入信号（刹车输入信号）
  1. 简单理解：外部来了一个信号（上升沿或下降沿），检测到之后立刻把所有的输出都关闭，然后后面输出无效电平或空闲电平（看具体配置）
3. 重复计数器
  - 在基本定时器和通用定时器中，计数器每溢出1次，就产生一次更新事件，而在高级定时器中，计数器每溢出1次，会产生一个信号，让重复计数器的值减 1，当重复计数器的值减到0，如果计数器再溢出1次，则会产生更新事件。
  - 重复计数器的初始化来源于RCR寄存器REP位。如果REP=2则CNT计数器溢出3次产生一次更新事件。可以用重复计数器生成有限个周期的PWM

系统定时器：

基本定时器：

通用定时器：

高级定时器：

参考链接：