STM32CubeMX定时器配置

一，Mode界面

在下面这张图中，你看到的是STM32CubeMX中的TIM3定时器的Mode配置界面。让我逐个解释各个配置选项：

1，Slave Mode (从模式)

有以下选项：

何为定时器的从模式？
就是定时器依赖于外部的触发信号来启动计数或者响应事件

如果将从模式设置为Disable：即关闭从模式，定时器依据系统时钟（默认的内部时钟）独立运行，不依赖外部触发信号
应用场景：10 kHz PWM、1 ms 定时中断

如果设置为External Clock Mode 1 (外部时钟模式 1)：定时器将外部时钟作为计数源
电路连接：外部待测方波 → ETR 或 TIx
应用场景：① 频率计数 ② 霍尔测速（电机转速）

怎么频率计数？
我们把待测信号（方波）接到 TIM3 的 ETR（或 CH1/CH2），把 TIM3 当成“脉冲计数器”，另一颗定时器（比如 SysTick 或 TIM2）给 1 s 门控，在 1 s 里读 TIM3->CNT 寄存器的计数值，就得到“这 1 秒来了多少个脉冲”。
怎么实现霍尔测速？
无刷电机霍尔传感器每转产生若干脉冲 → 接 TIM3 ETR引脚，把 TIM3 设成 External Clock Mode 1，PSC=0，每来 1 个霍尔沿，CNT 就 +1，然后我们固定一段时间读取CNT，或利用另一定时器 100 ms 中断读取，就能算出转速 (pulses/100 ms)。

如果设置为Reset Mode (复位模式)：外部脉冲一到，CNT 立即清零 定时器检测到外部触发信号时，重新从0计数（使用默认的内部时钟计数）
硬件连接：外部脉冲 → 连接到ETR/TIx
应用场景：① 周期测量（Period）② 相位差测量（Phase）

如何测量周期？
将信号（每周期一个脉冲，例如霍尔 Index、编码器 Z 相）→连接到 ETR，定时器使用默认的内部时钟 1 MHz，每收一次 Z 相脉冲，CNT 清零，到下一个脉冲时： CNT 的值 = 周期的微秒数。
如何测量相位差？
假设测量两路方波 A、B的、相位差：A连接→主定时器产生 TRGO，B连接→从定时器 ETR。当 B 脉冲来时复位计数器，再用主定时器给的时间基准读取 CNT，就得到 A→B 的相位差。

如果设置为Gated Mode (门控模式)：高电平才计数，低电平就暂停 外部触发信号控制定时器计算的开始与停止（定时器还是使用内部时钟进行计数）
硬件连接：待测信号→ 连接 TIM3 ETR。
应用场景：① 脉宽测量（High-level Width），② 占空比测量

如何测量脉宽？
把待测 PWM 的高电平当“门”，连接到ETR。当ETR检测到高电平时，CNT开始计数（在另外一个输入捕获通道记录这个上升沿对应的 CNT1），当电平跳变到低电平时CNT停止计数，等到下一次上升沿到来时CNT再开始计数（在另外一个输入捕获通道记录这个上升沿对应的 CNT2），一个周期内高电平持续的微秒数 = CNT2 - CNT1（假设内部时钟频率是1MHz）

如果设置为Trigger Mode (触发模式)：定时器检测到外部触发信号时，重新启动（计数器不清0）
硬件连接：主定时器的 TRGO → 连接从定时器的 ITRx
应用场景：① 多定时器同步起跑，② One-Shot 采样窗口

如何实现两个定时器同时计数？
把 TIM1 设置成主定时器 Master，更新事件 (UEV) 输出到 TRGO，把 TIM3 设置为触发模式：SMCR.SMS=Trigger Mode，TS=ITR0（ITR0=来自 TIM1 的 TRGO），这样的效果是：上电后 TIM3 直到收到 TIM1 的第一次更新事件才开始计数，于是两路 PWM 同步
如何实现一次（ One-Shot ）采样？
比如我们需要：ADC 需要在某个外部事件后 5 µs 打开采样窗口，ADC只采样一次
我们把 TIM2 作主定时器，事件来时产生 TRGO，TIM3 设置为从定时器： Trigger Mode，ARR=5 µs，对应“5 µs 后产生更新中断”，在中断里触发 ADC，完成一次采样

相信大家都有疑问：上面Reset Mode (复位模式)和Trigger Mode (触发模式)的应用举例中都提到了主定时器和从定时器，以及主定时器会产生TRGO（触发输出信号）传递给从定时器的ITRx引脚（片内引脚，不占IO），明明我们只设置了Reset Mode (复位模式)和Trigger Mode (触发模式)，哪来的TRGO？哪来的主定时器和从定时器呢？

其实主定时器这这里的作用只是相当于产生一个触发信号TRGO，通过ITRx（如ITR0）传递给从定时器，在CubeMX中的Slave Mode可以设置从定时器接收到TRGO的反应：
Reset Mode : CNT 立即清零，再继续计数
Trigger Mode ：第一沿到来：启动 CNT；后续到来：再次“重启”一个周期
Gated Mode ：只要 ITR0 为高，CNT 计数；低则暂停
External Clock 1 Mode ：直接把 ITR0 的边沿当时钟脉冲，CNT 每沿+1

TRGO的本质是主定时器用自己的“更新事件 (UEV)”或“比较事件 (OCxREF)”等，做成一次脉冲，通过寄存器 CR2.MMS 送出，同时芯片手册会给出一张表：将定时器与TRx线对应，比如TIM1 TRGO→ ITR0，TIM2 TRGO→ ITR1，这样从定时器就可以选择 ITR0/1/2/3 当触发源Trigger Source (TS)了，然后从定时器就可以根据Slave Mode（ SMS ）做不同动作。

那怎么在CubeMX中设置主定时器和从定时器呢？
在Mode配置区下的Configurtion选项可以配置

下面以TIM1为主定时器，TIM3为从定时器举例：
主定时器TIM1 (Master)：
Master/Slave Mode: Enable
Trigger Output (MMS): 选 Update Event（或者 OC1REF 等）
从定时器TIM3 (Slave)：
Clock Source: Internal Clock（CNT 还是内部时钟）
Trigger Source (TS): ITR0 （因手册注明 TIM1→ITR0）
Slave Mode (SMS):
测周期 ➜ Reset Mode
多路 PWM 同步 ➜ Trigger Mode

TIM_SlaveConfigTypeDef sSlaveConfig = {0};
sSlaveConfig.SlaveMode = TIM_SLAVEMODE_RESET;   // 或 TIM_SLAVEMODE_TRIGGER
sSlaveConfig.InputTrigger = TIM_TS_ITR0;
HAL_TIM_SlaveConfigSynchro(&htim3, &sSlaveConfig);

   ┌──────── TIM1 ────────┐│  Update Event (UEV)  ││  OC1REF pulse …      │──►  TRGO (TIM1)└─────────────────-────┘│片内触发矩阵│(ITR0)▼┌──────── TIM3 (Slave) ───────┐│ TS=ITR0  SMS=Reset          ││                             ││   触发来 → CNT=0             │└─────────────────────────────┘

专有名词	含义	物理 / 逻辑通道	你在 CubeMX 里看到的字段
TRGO	Timer Request Generate Output，定时器的“触发输出信号”	由 主 定时器内部产生，经内部总线送到别的定时器	Trigger Output (Master Mode)
ITR0‥ITR3	“内部触发输入线”，把上面某个定时器的 TRGO 接进来	片内线，不占 IO	Trigger Source (TS) 里选 ITR0/1/2/3
ETR	External Trigger pin，真正的芯片脚	需要占用一个 GPIO/AF	也在 Trigger Source 下拉框里
Slave-Mode Controller	定时器内部的小状态机	决定收到触发后干什么（Reset / Gated / Trigger …）	Slave Mode (SMS)

2，Trigger Source (触发源)

前面Slave Mode (从模式)讲的是定时器依赖外部触发信号产生的行为：
Reset Mode : CNT 立即清零，再继续计数
Trigger Mode ：第一沿到来：启动 CNT；后续到来：再次“重启”一个周期
Gated Mode ：只要 ITR0 为高，CNT 计数；低则暂停
External Clock 1 Mode ：直接把 ITR0 的边沿当时钟脉冲，CNT 每沿+1

而产生这些行为是需要触发源的，这就是接下来我们要讲的Trigger Source (触发源)：

我们暂且将这些触发源分为两大类：
1，内部触发源：触发信号来自定时器内部引脚（不是IO），如ITR0 / ITR1 / ITR2 / ITR3
这一类上面讲过，再举例一下：

ITRx	对应哪路 TRGO （以常见 STM32F4 为例^1）	举例
ITR0	TIM1_TRGO	TIM1 主控 PWM，对齐 TIM3/TIM4
ITR1	TIM2_TRGO	用 TIM2 周期触发 TIM5 复位
ITR2	TIM3_TRGO	用 TIM3 事件门控 TIM1
ITR3	TIM4_TRGO	多定时器级联计数

2，外部触发源：触发信号来自外部引脚（定时器的IO引脚），如ETRx、TI1_ED、TI1FP1、TI2FP2

我们先来讲讲ETRx怎么使用？

1. 配合 External Clock Mode 1 ：实现外部时钟的输入
   如下图，Clock Source选项可以选择内部时钟和外部时钟（ETR2引脚输入外部时钟）
   

2. 配合 门控 / 复位 / 触发 ， SMS 选 Gated/Reset/Trigger：前面Slave Mode (从模式)提到过一些应用场景，比如测量外部信号频率，周期，测霍尔转速

那TI1_ED、TI1FP1、TI2FP2 怎么使用呢？
首先我们发现这三个触发源都含有TI1，这是什么意思呢？我们应该知道定时器的引脚叫CHx，比如CH1，而CH1 是“通道 1”——它既能当 输出（PWM、比较脉冲），也能当 输入（捕获外部信号）：
当它被用作输入时，这条连线在手册里就叫 TI1（Timer Input 1）
当它配置成 输出 → 我们习惯说 CH1、CC1、OC1
那哪里来的TI1_ED、TI1FP1、TI2FP2 呢?
其实就是TI1的输入分支：
TI1 pin ──┬─► TI1_ED (Edge 脉冲)
├─► TI1FP1 (Filtered Level)
└─► CAPTURE/COMPARE 正常用的 CH1

1. TI1_ED 就是 TI1 Edge Detector 翻译过来就是边沿检测器，专门用来捕捉输入边沿（上升沿/下降沿），让 Reset/Trigger Mode 在那一刻生效
   应用举例：把 1 MHz 方波接 TI1，Slave Mode 选 External Clock Mode 1 → CNT 就是一台 1 MHz 计数器。

2. TI1FP1 就是 TI1 Filtered Pulse 1：此通道会将高电平进行滤波，适合测量静态（不变的）电平持续时间
   应用举例：
   门控计时：想测 PWM 的高电平宽度 → 把 PWM 接 TI1，Trigger Source 选 TI1FP1，Slave Mode 选 Gated。计数器只在 PWM 高电平那段时间累加，读取 CNT 就是“高电平持续多少微秒”。
   有噪声的外部复位：长线过来的 5 V 脉冲可能抖动，滤波后再当 Reset Mode 触发，就不会被毛刺误复位

3. TI1FP1和TI2FP2搭配起来的用法：测量A相和B相相位差
   B 相 ─► CH2 (TI2) ─► TI2FP2 ─►〔Slave-Mode: Reset〕–──┐
   A 相 ─► CH1 (TI1) ─► Input-Capture ─► CCR1 ◄── CNT ──┘
   _______________________ ▲
   Internal clock (1 MHz 等)
   上面将B相连接到TI2FP2作为触发源，模式为Reset，当B波到来时，CNT被清0，
   而A相连接到TI1FP1作为触发源，并且启用 Input Capture （输入捕获）：检测上升沿时，硬件会在那个上升沿瞬间 把CNT的值抄一份存进 CCRx —— 这动作叫“捕获”
   我们打开 CC1 Capture interrupt中断，当捕获到上升沿会进入回调，在回调里读 CCR1，使用函数HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim, TIM_CHANNEL_1)读取，流程图如下：
   __ CNT: …152 153 154 155 …
   _________________ ↑
   外部上升沿──────┘ │ ← 这时硬件把 154 放进 CCR1
   __________________ └─ CCR1 = 154
   此时使用函数读取的CCR1的值就是154，再结合预分频就能得到真实时间

上面提到了CCR1，它是干什么的呢？
其全称是Capture / Compare Register 1即捕获/比较寄存器1，它里面存的是什么呢？
输出模式下：存储要比较或生成 PWM 的阈值
输入捕获模式下：存储硬件抄的 CNT 值

上面还提到将CH1设置为 Input Capture，将CH2设置为Slave-Mode: Reset，这两个模式有什么联系呢？
首先我们要明确：Input Capture ➜ 属于“通道功能”；Slave Mode ➜ 控制“计数器行为”。示意图如下：

如上所示
Channel 里（CH1, CH2…）：
你可以选 PWM、Output Compare、或 Input Capture，可以设置通道作用（选 Input Capture 时，和 CCMRx、CCR1/2 等寄存器打交道）
Slave Mode 区块：
完全独立的一个小状态机，只关心 “触发源来了我要不要清 CNT / 门控 CNT / 把外部沿当时钟”，（配置在 SMCR 寄存器）

其实将CH2选择为TI2FP2，设置为Slave-Mode: Reset是不够的，同时也要将CH2设置为Input-Capture模式，为什么？
因为只有当 CH2 处于 输入模式 时，硬件才能把这根脚送进滤波器（TI2FP2通道之前要滤波），再生成 TI2FP2 这条支路供 Slave-Mode 控制器使用，也就是说TI2FP2 并不是“独立存在”的，但在CubeMX配置时：如下图，我们只设置Slave Mode和TI1FP1，之后，CH1就自动配置为 Input Capture 了，下图发现，Channel1只能 Input Capture 或者Disable

如果我们将Trigger Sourcs配置为TI2FP2，此时就轮到CH2只能 Input Capture 或者Disable了

把触发源与从模式搭配起来举例：

需求（小白版说法）	该选哪条 Trigger Source	该选哪个 Slave Mode
“有几个沿，就加几个数”（计脉冲、做频率计）	TI1_ED 或 TI2FP2	External Clock Mode 1
“沿一来就把表清零”（测周期/相位）	TI1_ED / TI2FP2 / ITRx / ETR	Reset
“门打开期间才计数”（测高电平时间、占空比）	TI1FP1 / TI2FP2	Gated
“外部枪响大家一起跑”（多定时器对齐）	TI1_ED / ITRx	Trigger

动手步骤示例：测 PWM 高电平宽度
硬件：把待测 PWM 信号插到定时器 CH1 引脚。
CubeMX：
Trigger Source → TI1FP1
Slave Mode → Gated Mode
Clock Source → Internal Clock（给 CNT 一个已知计数频率）
运行：读一次 CNT 就是“这次 PWM 高电平持续多少计数”；除以时钟频率得到时间（µs）

三，Channelx（通道模式）

下图展示了通道功能选项：

1，Input Capture

首先看到Input Capture又分为三个模式：
1，Direct mode (直连模式)
2，Indirect mode (间接模式)
3，Triggered by TRC

Direct mode这种输入模式就是前面选择触发源（外部）时使用的模式

Triggered by TRC这种输入模式就是前面选择触发源（内部）时使用的模式
上图中Triggered by TRC是灰色的，相信如果前面看懂的话就知道：这个通道输入模式是主定时器产生的TRGO信号到从定时器的ITR引脚，我们没有打开ITR:

所以这种输入模式不能选择
在这里为了加深理解，我继续深入讲解前面测量AB相相位差的例子：
前面我们知道，B相接通道CH2，触发源为TI2FP2，从模式设置为Reset，而A相连接通道CH1，触发源为TI1FP1，并且Channel1设置为Input Capture Direct mode （CubeMX 会在初始化后调用HAL_TIM_IC_Start()或 HAL_TIM_IC_Start_IT()，把捕获使能位 CCER.CC1E = 1，此位会把 CNT 锁存进 CCR1），重点是CH2的Channel2设置为失能（把捕获使能位 CCER.CC1E = 0，不会把 CNT 锁存进 CCR1）

CC1E 只是“是否把 CNT 写进 CCR1” 的闸门。
带不带它 都不影响 TI2FP2 这根线被当作触发源去控制计数器CNT。

选项	硬件连线	细节	常见用途
Direct mode	输入到GPIO的信号→TI1	沿直接触发捕获	测方波周期、测 PWM 占空比（配另一通道）
Indirect mode (灰掉说明芯片不支持)	TI2 捕获 CCR1 或反之	让 CH1 捕获来自 CH2 的信号	双线编码器特殊玩法，较少用
Triggered by TRC	片内 TRC (触发控制器)	用别的 TIM 的 TRGO 触发捕获	多定时器同步测量

2，Output Compare

选项	会不会往外翻电平	你能做什么	典型用法
No Output	❌ 不占 GPIO	仅在 CNT == CCR1 时产生 OC1 中断 或 DMA 事件	软件定时 (精确 µs 级延时)、发逻辑脉冲给别的外设
CH1	✅	OC 模式可设 Toggle / Active / Inactive / PWM-Mode1/2	在 IO 上翻转一次、产生方波
CH1N	✅（互补脚）	需高级 TIM	半桥驱动下，由硬件自动生成反相信号
CH1 CH1N	两脚同开	同时输出主/互补	三相电机 FOC 中常见

3，PWM Generation

选项	输出在哪	说明
PWM Generation No Output	❌	只有计数+更新中断，不占脚——适合纯软件读取“斜坡”或作触发用
PWM Generation CH1	CH1	最常用：CCR1=占空比、ARR=周期
PWM Generation CH1N	CH1N	高级 TIM 才有；互补输出带死区
PWM Generation CH1 CH1N	CH1+CH1N	同步互补对

在 中心对齐 (Center-Aligned) 或 边沿对齐 (Edge-Aligned) 由 计数模式 决定。
死区、刹车、互补极性在 BDTR/CCER 寄存器设置，CubeMX 也有图形化选项。

4，Forced Output

用途
上电让 MOSFET 全关、让继电器保持常开；
发生故障时，软件/硬件一口气把 PWM 脱离计数器立即输出固定电平。

区别于 GPIO 输出
仍然走定时器通道，可与死区、刹车逻辑兼容，不用重新改 GPIO 复用状态。

在 CubeMX
选 Forced Output CH1 → 还需在 “配置” 页面里选 Force High 或 Force Low。

5，DEPRECATED → Input Capture Indirect mode 的那条灰字？

一些老款 MCU 支持 “Indirect” 捕获，但新架构已不推荐；CubeMX 直接灰掉提示 Deprecated。

如果你确实需要此功能，只能手写寄存器（CCMRx.CC1S = 10 等）。

6，初学者落地套路

目标	Channel 下拉要选	其他关键点
测某信号频率	Input Capture direct	捕获上升沿，读 CCR；或当触发源计脉冲
输出固定 1 kHz 50% PWM	PWM Generation CHx	PSC+ARR 定周期，CCR = ARR/2
产生一次 10 µs 脉冲	Output Compare CHx	OC 模式选 Toggle；中断里快速改 CCER 关闭
上电先拉低、启动后变 PWM	上电先 Forced Output Low → 软件再改成 PWM Generation

二，Configuration

Parameter Settings

我们可以看到在Parameter Settings下面又有Counter Settings和Trigger Output(TRGO)Parameters两个大类：

1，Counter Settings：

1，Prescaler (PSC)：定时器的预分频系数

在讲预分频系数之前，我觉得有必要补充一些定时器的基础知识：
我们知道时间是抽象的，我们人类具象化时间的方式就是利用周期性的事件，比如地球自转一圈为1天，秒针布进一格为1秒，单片机时钟源的一个脉冲（可以理解为方波）就是一个时间单位。
而定时器的本质就是脉冲计数器，它对时钟源发出的脉冲进行计数，而这个脉冲的频率除了时钟源的影响，我们还可以使用分频器Prescaler 改变

在CubeMX中打开时钟树可以看到，我们设置系统时钟是180MHz，经过APB1总线分频器（除以4）后，得到45MHz的频率，这个频率给APB1总线的外设，也会经过2倍频为90MHz输送到定时器，而定时器自己也有预分频器就是Prescaler

上面我们知道进入定时器的频率为90MHz，我一般会将Prescaler 与 APB1 Timer clocks保持一致（这里是90分频），因为这样实际到达定时器的频率就是1MHz，（频率M是10⁶倒数对应周期u即10^-6），1MHz刚好是1us产生一个脉冲，CNT加1
那为什么下面设置的不是90 ，而是90-1呢？

因为分频机制是：分频后的频率 = 分频前的频率 / （Prescaler + 1），这里已经加1了，为了凑出90，我们要提前减1

2，Counter Period (ARR)自动重装载值：

在讲Counter Period (ARR)之前，我们继续补充定时器的知识：当计数器（CNT）数到自动重装载值（ARR）发生“溢出（Update）”动作而清0，并触发更新中断（Update Interrupt，简称 “UIF”）
注意：溢出和更新是有区别的，溢出（Overflow）是CNT到达它的极限值（ARR）然后翻转到初始值的动作本身，而更新（Update Event，简称 Update）是指CNT清0的那一刻会产生一个事件，这个事件（+中断使能位 DIER.UIE=1）会触发定时器更新中断

所以ARR就是决定CNT上限的一个值，可以控制定时器产生更新事件（如果中断使能位 DIER.UIE=1，ARR就可以控制更新中断的周期)
接下来请思考：我想让定时器每过100ms就产生一个更新事件（进入定时器的时钟频率按上面的90MHz，预分频系数按上面的90-1），怎么时钟ARR的值？
根据上面所学，CNT+1表示1us，我让CNT最大为100 000（即ARR = 100 000），就是100ms产生一个更新事件了

其实这里ARR应该为99 999，因为ARR = 0时也算一个CNT）

3，Count Mode计数模式：
Up 模式（向上计数）：从 0 一直加到 ARR，然后再从头（重新）从 0 开始。
Down 模式（向下计数）：直接从 ARR 开始往下数到 0，然后从 0 下一步再跳回 ARR 继续往下数。
Center-aligned 模式（对称中心对齐，也叫三角波模式）：“先从 0 往上数到 ARR，再从 ARR 往下数回 0，然后再向上……不断重复”。

4，auto-reload preload (ARPE)：
打开“双缓冲”，防止你改 ARR 时立刻跳变

5，Internal Clock Division (CKD)：
再次细分时钟，主要给数字滤波用

2，Trigger Output(TRGO)Parameters

我前面提到过就是设置主定时器的

1， Trigger Event Selection (MMS)：
我们先来回顾：什么是 TRGO（触发输出）
TRGO（Trigger Output）可以理解成：
当定时器“做完某件事”时，它会在芯片内部发出一个“触发脉冲”，这个脉冲可以供其他定时器或**外设（如 ADC、DMA）**去接着用。

在 CubeMX 里，这个“做完某件事”由 Trigger Event Selection (MMS) 决定，例如：
Update Event（每次溢出／更新） → 只要 CNT 数到 ARR，就发一个脉冲出去；
OC1REF（通道 1 比较／PWM 的比较输出到达）→ 只要 PWM 达到某个阈值，就发脉冲。

一旦选好了 “哪件事送到 TRGO”，其它从定时器在它的 Trigger Source（ITRx）里就可以选对应的那条内部线（ITR0/ITR1/…），实现级联、联动。

2，Master/Slave Mode (MSM)：
在三个定时器连极时，第二给定时器既做主定时器又作从定时器时，为中间的定时器打开，保证时序同步