TIM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。

当输入的时钟稳定可靠时，定时器即可模拟时钟。如 STM32 的定时器的基准时钟一般都是 72MHz，如果对 72MHz 计 72 次数，则每个数为 $μ$ ；对其计 72000 次数，则每个数为。

STM32 的定时器不仅具备基本的定时中断功能，还包含内外时钟源捕获、输出比较、编码器接口、主从触发模式等功能。

定时器类型

根据复杂度和应用场景，定时器被分为高级定时器、通用定时器、基本定时器三种类型。

定时器类型及功能

高级定时器一般用于控制三相无刷电机。

STM32F103C8T6 拥有 TIM1、TIM2、TIM3、TIM4 四个定时器。

基本定时器

基本定时器

`TIMxCLK`的主频一般是72MHz，即系统主频。 - 预分频器(PSC) 可以对72MHz的时钟进行预分频。计算公式如下：

n 为预设的分频系数。

分频后即可实现对 72MHz 进行不同的计数的功能。如要实现 $μ$ 的计时，那么需要对 1MHz 进行计数，则将 n 配置为 71。

16 位计数器 (CNT)
对预分频后的计数时钟进行计数。计数时钟每有一个上升沿，计数器值加一。计数器为 16 位，故计数范围为 0~65535。
自动重装寄存器 (ARR)
存储我们写入的计数目标。当计数的值达到我们写入的目标时，产生一个中断信号，并清零计数器。中断信号随后发往 NVIC，进行下一步处理。这一流程被称为更新中短。除此之外，其还可以触发更新事件，即不触发中断，而触发内部其他电路的工作。
除了中断之外，定时器还可以设置为主模式触发 DAC，即不触发中断，直接将更新事件通过主模式映射到 TRGO，然后 TRGO 直接触发 DAC，一定程度上可以减轻 CPU 的负担。

通用定时器

通用定时器支持向上计数、向下计数、中央计数三种模式。

向上计数：计数器自增到目标值，再清零。
向下计数：计时器从目标值递减到零，再重置。
中央对齐：计时器从零开始递增到目标值，再从目标值递减到零。

通用定时器可以选择内部时钟或外部时钟。外部时钟分为 ETR 引脚的外部时钟输入 2；在需要定时器的级联时，使用外部时钟输入 1。

时基单元的时序

预分频器时序

预分频器的时序图

- CK_PSC：预分频器的输入时钟。 - CNT_EN：表明高电平计数器正常运行，低电平计数器停止运行。 - CNT_CNT：计数器时钟。 - 计数器寄存器：计数。在FC之后，计数器清零，可推断出ARR自动重装值即FC。 - 预分频缓冲器：在预分频器的值更新时，暂时储存预分频器的值；待计数周期结束后，再更新预分频器的值。计数频率可以根据以下公式计算：

计数器时序

计数器时序

CK_INT：内部时钟。
CNT_EN：时钟使能，高电平启动。
CK_CNT：计数器时钟。
计数器寄存器：在 CK_CNT 的每个上升沿自增，增至 0036 时发生溢出，同时清零，产生一个更新事件，同时置一个更新中断标志位 UIF，申请中断。中断响应后，需要在程序中手动清零。
计数器溢出频率：
此外，还可以通过设置 ARPE=1 来启用影子寄存器，其作用与预分频器的缓冲寄存器类似，都是为了使值的变化与更新事件同步发生。

TIM 库函数

定时器基本结构

- `TIM_TimeBaseInitTypeDef`

用于初始化的结构体，成员如下：

uint16_t TIM_Prescaler：PSC 预分频器的值。
uint16_t TIM_CounterMode

TIM_CounterMode_Up
TIM_CounterMode_Down
TIM_CounterMode_CenterAligned1
TIM_CounterMode_CenterAligned2
TIM_CounterMode_CenterAligned3

TIM_Period：ARR 自动重装器的值。
TIM_ClockDivision：选择滤波器采样信号分频，可取 TIM_CKD_DIVx
TIM_RepetitionCounter：重复计数器的值，仅高级计数器。
void TIM_DeInit(TIM_TypeDef* TIMx)
用于还原 TIM 配置。
void TIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct)
用于配置时基单元。第一个参数选择要配置的定时器，第二个参数为初始化结构体。
void TIM_TimeBaseStructInit(TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct)
给初始化结构体赋一个默认值。
void TIM_Cmd(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState)
运行控制，使能计数器。NewState 可选 ENABLED DISABLED。
void TIM_ITConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT, FunctionalState NewState)
使能中断输出。TIM_IT 选择配置哪个？终端输出。
时钟选择函数
- void TIM_InternalClockConfig(TIM_TypeDef* TIMx)
  选择内部时钟。没有时钟选择函数时，默认选择内部时钟。
- void TIM_ITRxExternalClockConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_InputTriggerSource)
  选择外部时钟，第二个参数选择时钟源。
- void TIM_TIxExternalClockConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_TIxExternalCLKSource,uint16_t TIM_ICPolarity, uint16_t ICFilter)
  选择 TIx 捕获通道的时钟。TIM_TIxExternalCLKSource 选择具体的捕获引脚，TIM_ICPolarity 选择输入的极性，ICFilter 选择输入的滤波器。
- void TIM_ETRClockMode1Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ExtTRGPrescaler, uint16_t TIM_ExtTRGPolarity,uint16_t ExtTRGFilter);
  选择从外部时钟模式 1 输入的时钟。TIM_ExtTRGPrescaler 为外部触发预分频器。
- void TIM_ETRClockMode2Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ExtTRGPrescaler,uint16_t TIM_ExtTRGPolarity, uint16_t ExtTRGFilter);
  选择从外部时钟模式 2 输入的时钟。
- void TIM_ETRConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ExtTRGPrescaler, uint16_t TIM_ExtTRGPolarity,uint16_t ExtTRGFilter)
  单独配置 ETR 引脚的预分频器、极性、滤波器。
初始化后改变参数的函数
void TIM_PrescalerConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Prescaler, uint16_t TIM_PSCReloadMode)
Prescaler 为要改变的预分频器值，TIM_PSCReloadMode 为要改变的预分频器工作模式。
void TIM_CounterModeConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_CounterMode)
选择新的计数器模式。
void TIM_ARRPreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState)
配置自动重装寄存器是否需要预装。
void TIM_SetCounter(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Counter) void TIM_SetAutoreload(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Autoreload)
更改计数器/自动重装寄存器的值。
uint16_t TIM_GetCounter(TIM_TypeDef* TIMx) uint16_t TIM_GetPrescaler(TIM_TypeDef* TIMx)
得到计数器/预分频器的值。

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