4. STM32_定时器

概述

什么是定时器：

定时器核心就是计数器，是使用精准的时基，通过硬件的方式，实现定时功能的器件。

定时器的工作原理：

主频时钟CLK通过PSC进行分频后产生定时器时钟TIM CLK，计数器CNT根据TIM CLK的频率进行计数，当到达所计数的次数后，定时器产生溢出信号可以触发中断或事件，同时ARR将初始值重装载到CNT中，开启下一次的定时。 

定时器的类型：

STM32定时器分为常规定时器、专用定时器、内核定时器。其中常规定时器又分为基本定时器、通用定时器、高级定时器。各类定时器的关系如下：

三种常规定时器的区别：

常规定时器分为基本定时器、通用定时器、高级定时器，它们三个的功能是逐渐增强的关系。

• 基本定时器：只能实现定时功能
• 通用定时器：包含基本定时器的功能，并且具有多路独立通道，可用于输入捕获、输出比较
• 高级定时器：包含通用定时器的功能，并且具有互补输出、刹车输入等电机控制功能。

基本定时器

基本定时器框图：

计数模式： 

计数模式有递增计数模式、递减计数模式、中心对齐计数模式。运行原理如下：

• 递增计数模式

初始时，CNT = 0。之后CNT一直递增，直到CNT = ARR时溢出，CNT被重新设置为0。

• 递减计数模式

初始时，CNT = ARR。之后CNT一直递减，直到CNT = 0时溢出，CNT被重新设置为ARR。

• 中心对齐计数

初始时，CNT = 0。之后CNT一直递增，直到CNT = ARR - 1时溢出，CNT被设置为ARR。

之后CNT一直递减，直到CNT = 1时溢出，CNT被设置为0。之后递增重复以上操作。

对应的溢出条件及初始值总结如下：

计数模式	溢出条件	初始值
递增计数模式	CNT = ARR	CNT = 0
递减计数模式	CNT = 0	CNT = ARR
中心对齐计数模式	CNT = ARR -1 CNT = 1	初始/CNT=1溢出后CNT = 0 CNT=ARR-1溢出后CNT = ARR

各个计数模式的时序图分析：

分析下述时序图的PSC、ARR配置，以及计数模式。

分析：CK_PSC是输入到PSC中的时钟，CK_CNT是输入到CNT的时钟。从图中可以看到，2个CK_PSC产生1个CK_CNT，因此是2分频，PSC = 2-1 = 1。因为溢出信号是计数器上溢，所以是递增计数模式。递增计数模式溢出为ARR，从图中可以看到在CNT = 36时溢出，所以ARR = 36。

定时器溢出时间计算公式：

• Tout：定时器的溢出时间，单位s
• PSC：分频系数
• ARR：溢出时的计数个数，在递增计数模式时，该值就是ARR寄存器中的值；在递减计数模式时，该值是初始化时的值；在中央对齐模式时，该值是ARR-1。
• Ft：定时器的时钟源频率，就是框图中PSC_CK的值。单位Hz