1、TIM简介
TIM(Timer) 定时器
定时器可以对输入的时钟进行计数，并在计数值达到设定值时触发中断（周期=1/频率）
在STM32中，定时器的基准时钟一般都是主频72MHZ，如果我对72MHZ计72个数，那就是1MHz也就是1us的时间，如果计72000个数，那就是1KHz也就是1ms的时间
16位计数器、预分频器、自动重装寄存器的时基单元，在72MHz计数时钟下可以实现最大59.65s的定时
计数器就是用来执行计数定时的一个寄存器，每来一个时钟，计数器加1
预分频器，可以对计数器的时钟进行分频，让这个计数更加灵活,
自动重装寄存器就是计数的目标值，就是我想要计多少个时钟申请中断
最大59.65s的定时计算：72M/65536/65536，得到的是中断频率，再取倒数
如果你嫌这个还不够长，STM32的定时器还支持级联的模式，也就是一个定时器的输出，当做另一个定时器的输入，这样加一起，最大定时间就是59.65s再乘2次65536
不仅具备基本的定时中断功能，而且还包含内外时钟源选择、输入捕获、输出比较、编码器接口、主从触发模式等多种功能
根据复杂度和应用场景分为了高级定时器、通用定时器、基本定时器三种类型
1.1 定时器类型
STM32F103C8T6定时器资源:TIM1、TIM2、TIM3、TIM4
1.2 基本定时器
PSC预分频器：它可以对这个72MHZ的计数时钟进行预分频，光如这个寄存器写0，那就是不分频，或者说是1分频，这时候输出频率=输入频率=72MHZ，如果预分频器写1，那就是2分频，输出频率=输入频率/2=36MHZ，预分频器是16位的，所以最大值可以写65535，也就是65536分频
计数器：这个计数器可以对预分频后的计数时钟进行计数，计数时钟每来一个上升沿，计数器的值就加们，这个计数器也是16位的，所以里面的值可以从0一直加到65535
自动重装寄存器：如果再加的话，计数器就会回到0重新开始，所以计数器的值在计时过程中会不断地自增运行，当自增运行到目标值时，产生中断，那就完成了定时的任务，所以现在还需要一个存储目标值的寄存器，那就是自动重装寄存器了，在运行的过程中，计数值不断自增，自动重装值是固定的目标，当计数值等于自动重装值时，也就是计时时间到了，那它就会产生一个中断信号，并且清零计数器，计数器自动开始下一次的计数计时
在这里图上画的一个向上的折线箭头，就代表这里会产生中断信号，像这种计数值等于自动重装值产生的中断，我们一般把它叫做“更新中断”，这个更新中断之后就会通往NVIC，我们再配置好NMIC的定时器通道，那定时器的更新中断就能够得到CPU的响应了
这里向下的箭头，代表的是会产生一个事件，这里对应的事件就叫做“更新事件”，更新事件不会触发中断，但可以触发内部其他电路的工作
1.3 主模式触发DAC模式
它能让内部的硬件在不受程序的控制下实现自动运行，这个用途就是在我们使用DAC的时候，可能会用DAC输出一段波形，那就需要每隔一段时间来触发一次DAC，让它输出下一个电压点，如果用正常的思路来实现的话，就是先设置一个定时器产生中断，每隔一段时间在中断程序中调用代码手动触发-次DAC转换，然后DAC输出，但是这样会使主程序处于频繁被中断的状态，这会影响主程序的运行和其他中断的响应
使用这个主模式可以把这个定时器的更新事件，映射到这个触发输出TRGO(Trigger Out)的位置，然后TRGO直接接到DAC的触发转换引脚上，这样，定时器的更新就不需要再通过中断来触发DAC转换了，仅需要把更新事件通过主模式映射到TRGO，然后TRGO就会直接去触发DAC了，整个过程不需要软件的参与，实现了硬件的自动化，这就是主模式的作用
1.4 通用定时器
通用定时器和高级定时器还支持向下计数模式和中央对产模式，
中央对齐的计数模式，就是从0开始，先向上自增，计到重装值，申请中断，然后再向下自减，减到0，再申请中断，然后继续下一轮，依次循环，这是中央对齐模式
对于基本定时器而言，定时只能选择内部时钟，也就是系统频率72MHZ，到了通用定时器这里，时钟源不仅可以选择内部的72MHZ时钟，还可以选择外部时钟
第一个外部时钟就是来自TIMX_ETR引脚上的外部时钟，我们可以在这个TM2的ETR引|脚，也就是PA0上接一个外部方波时钟，然后配置一下内部的极性选择、边沿检测和预分频器电路，再配置一下输入滤波电路，这两块电路可以对外部时钟进行一定的整形，因为是外部引脚的时钟所以难免会有的毛刺，那这些电路就可以对输入的波形进行滤波，同时也可以选择一下极性和预分频器，最后，滤波后的信号，兵分两路，上面一路ETRF进入触发控制器，紧跟着就可以选择作为时基单元的时钟了，
如果你想在ER外部引脚提供时钟，或者想对ETR时钟进行计数，把这个定时器当做计数器来用的话，那就可以配置这一路的电路，在STM32中，这一路也叫做“外部时钟模式2”
除了外部ETR引l脚可以提供时钟外，下面这里还有一路可以提供时钟，就是TRGI
(Trigger ln)，这一路从名字上来看的话，它主要是用作触发输入来使用的，这个触发输入可以触发定时器的从模式，暂且就可以把这个TRGI当做外部时钟的输入来看，当这个TRGI当做外部时钟来使用的时候，这一路就叫做“外部时钟模式1”，通过这一路的外部时钟：
第一个就是ETR引脚的信号，这里ETR引|脚既可以通过上面这一路进来当做时钟，又可以通过下面这一路进来当做时钟，两种情况对手时钟输入而言是等价的，只不过是下面这一路输入会占用触发输入的通道而已
然后第二个，就是ITR信号，这一部分的时钟信号是来白其他定时器的，从右边可以看出，这个主模式的输出TRGO可以通向其他定时器，那通向其他定时器的时候，就接到了其他定时器的ITR引I脚上来了，这个ITRO到ITR3分别来自其他4个定时器的TRGO输出，通过这一路我们就可以实现定时器级联的功能，比如我可以先初始化TIM3，然后使用主模式把它的更新事件映射到TRGO上，接着再初始化TIM2，这里选择ITR2，对应的就是TIM3的TRGO（与ITR2连接），然后后面再选择时钟为外部时钟模式1，这样TM3的更新事件就可以驱动TM2的时基单元，也就实现了定时器的级联
这里还可以选择T1F_ED，这里连接的是这里输入捕获单元的CH1引脚,也就是从CH1引脚获得时钟，这里后缀加一个ED(Edge)就是边沿的意思,也就是通过这一路输入的时钟，上升沿和下降沿均有效,也就是通过这一路输入的时钟，上升沿和下降沿均有效
最后，这个时钟还能通过T1FP1和TI2FP2获得,其中T11FP1是连接到了CH1引脚的时钟,TI2FP2连接到了CH2引脚的时钟
总结一下就是，外部时钟模式1的输入可以是ETR引|脚、其他定时器、CH1引脚的边沿、CH1引脚和CH2引脚
ITR和定时器的连接关系：ITR是内部触发输入，可以用一个定时器作为另一个定时器的预分频器，这样就可以频率减小，从而使定时器课计数时间间隔变大，就是前面讲级联的定义
对于时钟输入而言，最常用的还是内部的72MHz的时钟，如果要使用外部时钟，首选ETR引I脚外部时钟模式2的输入，这一路最简单、最直接。
这个是定时器的一个编码器接口，可以读取正交编码器的输出波形
这个就是定时器的主模式输出，这部分电路可以把内部的一些事件映射到这个TRGO引脚上，比如我们刚才讲基本定时器分析的，将更新事件映射到TRGO，用手触发DAC，这里也是一样，它可以把定时器内部的一些事件映射到这里来，用于触发其官定时器、DAC或者ADC，输出范围比基本定时器范围广
下半部分
右边这一块是输出比较电路，总共有四个通道，分别对应CH1到CH4的引脚，可以用于输出PWM波形，驱动电机
左边这一块是输入捕获电路，也是有四个通道，对应的也是CH1到CH4的引脚，可以用手测输入方波的频率等
中问这个寄存器是捕获/比较寄存器，是输入捕获和输出比较电路共用的，因为输入捕获和输出比较不能同时使用，所以这里的寄存器是共用的，引脚也是共用的
1.5 高级定时器
右侧为新增部分
第一个是这里，申请中断的地方，增加了一个重复次数计数器，有了这个计数器之后，就可以实现每隔几个计数周期，才发生一次更新事件和更新中断，原来的结构是每个计数周期完成后就都会发生更新，现在是有个计数器在这里，可以实现每隔几个周期再更新一次，这个就相当于对输出的更新信号又做了一次分频，在这里就还需要再乘一个65536，这就又提升了很多的定时时间了
这个DTG(Dead Time Generate)是死区生成电路，右边这里的输出引脚由原来的一个，变为了两个互补的输出，可以输出一对互补的PWM波，这些电路是为了驱动三相无刷电机的，
三相无刷电机还是比较常用的，比如四轴飞行器、电动车的后轮、电钻等，里面都可能是这个三相无刷电机,因为三相无刷电机的驱动电路一般需要3个桥臂，每个桥臂2个大功率开关管来控制，总共需要6个大功率开关管来控制，所以这里的输出PWM引脚的前三路就变为了互补的输出，而第四路却没什么变化，因为三相电机只需要三路就行了，另外，为了防止互补输出的PWM驱动杯臂时，在开关切换的瞬间，由于器件的不理想，造成短暂的直通现象，所以前面这里就加上了死区生成电路，在开关切换的瞬间，产生一定时长的死区，让桥臂的上下管全都关断，防止直通现象
刹车输入的功能，如果外部引脚BKIN(BreakIN)产生了刹车信号，或者内部时钟失效，产生了故障，那么控制电路就会自动切断电机的输出，防意外的发生
2、定时中断基本结构
运行控制，就是控制寄存器的一些位，比如启动停止、向上或向下计数等等，我们操作这些寄存器就能控制时基单元的运行了
左边是为时基单元提供时钟的部分，左边是为时基单元提供时钟的部分，这里
可以选择RCC提供的内部时钟，
也可以选择ETR引|脚提供的外部时钟模式2
还可以选择ITRx触发输入当做外部时钟，即外部时钟模式1，对应的有ETR外部时钟、IRx其他定时器、TIx输入捕获通道
编码器模式，这一般是编码器独用的模式，普通的时钟用不到这个
右边这里，就是计时时间到，产生更新中断后的信号去向，在中断输出控制前面，如果是高级定时器的话，还会多一个重复计数器，
那这里中断信号会先在状态寄存器里置一个中断标志位，这个标志位会通过中断输出控制，到NVIC申请中断，为什么会有一个中断输出控制呢，因为这个定时器模块有很多地方都要申请中断
2.1 预分频器时序
2.2 计数器时序
2.2.1 计数器无预装时序
2.2.2 计数器有预装时序
引入这个影子寄存器的目的实际上是为了同步，就是让值的变化和更新事件同步发生，防在运行途中更改造成错误
在这个例子也可以看出，如果在这里不使用影子寄存器的话，F5改到36立刻生效，但此时计数值已经到了F1，已经超过36了，P1只能增加，但它的目标却是36，比还小这样F1就只能一直加，一直加，一直加到FFFF,再回到0，再加到36，才能产生更新，这就会造成一些小问题
3、RCC时钟树
这个时钟树，就是STM32中用来产生和配置时钟，并且把配置好的时钟发送到各个外设的系统，时钟是所有外设运行的基础，所以时钟也是最先需要配置的东西，我们之前说过，程序中主函数之前还会执行一个Svstemlnit函数，这个函数就是用来配置这个时钟树的
————————————————
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/m0_60322134/article/details/140788824
|
楼主
标题置顶
标题高亮
