基于stm32f103zet6的定时器的学习1（理论知识）

之前就听到网友说定时器这部分比较复杂，难搞，实验室里有个同学也搞了一段时间，不过它属于哪种专研型的人！学着学者，我也来到了定时器这章。

在网上查看了一下，也翻阅了一些书籍，高级定时器，通用定时器，普通定时器这三种就从通用的开始学吧！

一、首先还是将定时器框图分解一下吧，那么令人窒息的框图着实让人恐怖！虽然窒息，但是还是有必要贴上去！

对上面框图中的寄存器名字解释如下

TIMx_ETR:TIMER外部触发引脚ETR:外部触发输入ETRP:分频后的外部触发输入ETRF:滤波后的外部触发输入

ITRx:内部触发x(由另外的定时器触发)TI1F_ED:TI1的边沿检测器。TI1FP1/2:滤波后定时器1/2的输入TRGI:触发输入

TRGO:触发输出 CK_PSC:应该叫分频器时钟输入CK_CNT:定时器时钟。（定时周期的计算就靠它）

TIMx_CHx:TIMER的输入脚 TIx:应该叫做定时器输入信号xICx:输入比较xICxPS:分频后的ICx

OCx:输出捕获xOCxREF:输出参考信号

1、通用定时器的主要部分是一个【16位计数器】和与其相关的【自动装载寄存器】。

可以实现三种计数方式：

a、【增计数】

b、【减计数】

c、【同时进行增减计数】（注意理解这里的同时，从同时非彼同时）

datasheet上关于计数模式的解释如下！

在向上计数模式中，计数器从0 计数到自动加载值(TIMx_ARR计数器的内容) ，然后重新从0 开始
计数并且产生一个计数器溢出事件。

在向下模式中，计数器从自动装入的值(TIMx_ARR计数器的值)开始向下计数到0，然后从自动
装入的值重新开始并且产生一个计数器向下溢出事件。

在中央对齐模式，计数器从0 开始计数到自动加载的值(TIMx_ARR寄存器)?1 ，产生一个计数器
溢出事件，然后向下计数到1并且产生一个计数器下溢事件；然后再从0开始重新计数。

对于中央对齐模式，开始不怎么了解，现在我个人的理解就是相当于：如果初值是3的话，那么它的计数方式就是

3、2、1、0、1、2、3这样，先进性-1操作，后进行+1操作！

完毕！

2、那么首先就引进时钟单元：定时器是由什么提供时钟节拍的呢？

先来看一下几种时钟模式：

计数器时钟可以由下列时钟源提供：
·内部时钟(CK_INT)
·外部时钟模式1：外部输入脚(TIx)
·外部时钟模式2：外部触发输入(ETR)
·内部触发输入(ITRx)：使用一个定时器作为另一个定时器的预分频器，如可以配置一个定时器Timer1而作为另一个定时器Timer2的预分频器。

由于定时器功能实在过于强大，所以采用内部时钟模式，其它的等有空在说吧！实在扛不住啊！那么什么是内部时钟模式呢？？

截取网上的一张图，你就会相当清晰了

TIM1和TIM8是由APB2分频提供的，而TIM2--TIM7是由分频APB1提供的，从时钟来源，我们是否就可以猜测到定时器1和定时器8更加高级呢？

APB2提供，最高可以到72M呀！至少我是这样猜想的！截取某网友对定时器时钟设置这部分的详解，如果你看了，你定会豁然开朗的，我把他的话整理了一下！

1、从图中可以看出，定时器的时钟不是直接来自APB1或APB2，而是来自于输入为APB1或APB2的一个倍频器，图中的蓝色部分，注意了是倍频器，不是分频器，继续看！！

2、下面以定时器2~7的时钟说明这个倍频器的作用：（当然定时器和定时器8也是这样的原理）

a、当APB1的预分频系数为1时，这个倍频器不起作用（也就是倍频系数为1），定时器的时钟频率等于APB1的频率；

b、当 APB1的预分频系数为其它数值(即预分频系数为2、4、8或16)时，这个倍频器起作用，定时器的时钟频率等于APB1的频率两倍（倍频系数为2）。

3、可以通过这几个例子来叙述（对于定时器2至定时器7）

a、假定AHB=36MHz，因为APB1允许的最大频率为36MHz，所以APB1的预分频系数可以取任意数值；

b、当APB1预分频系数=1 时，APB1=36MHz，TIM2~7的时钟频率=36MHz(倍频器不起作用)；当APB1预分频系数=2时，APB1=18MHz，在倍频器的作用下，TIM2~7的时钟频率=36MHz。

总结：有人会问，既然需要TIM2~7的时钟频率=36MHz，为什么不直接取APB1的预分频系数=1？

答案是：APB1不但要为TIM2~7提供时钟，而且还要为其它外设提供时钟；设置这个倍频器可以在保证其它外设使用较低时钟频率时，TIM2~7仍能得到较高的时钟频率。

再举个例子：当AHB=72MHz时，APB1的预分频系数必须大于2，因为APB1的最大频率只能为36MHz。如果APB1的预分频系数=2，则因为这个倍频器，TIM2~7仍然能够得到72MHz的时钟频率。能够使用更高的时钟频率，无疑提高了定时器的分辨率，这也正是设计这个倍频器的初衷。

相信到这里，我们都可以熟悉的操作定时器的时钟了，但是这只是其中的一个模式，也就是内部时钟的模式！

还有其它三种模式暂时不做讨论。

3、跟着时钟有个大概的了解之后，继续看一个难点

所谓的带阴影的寄存器就出来了，看到上图那5个带阴影的寄存器没有，千万别以为是印刷或者扫描的问题,下面一起来看看对这个阴影寄存器的通俗解释：有阴影的寄存器，表示在物理上这个寄存器对应2个寄存器，一个是程序员可以写入或读出的寄存器，称为preloadregister(预装载寄存器)，另一个是程序员看不见的、但在操作中真正起作用的寄存器，称为shadowregister(影子寄存器)；正如手册上的14.3.1节所说，根据TIMx_CR1寄存器中APRE位的设置，preloadregister的内容可以随时传送到shadowregister，即两者是连通的(permanently)，或者在每一次更新事件(UEV)时才把preloadregister的内容传送到shadowregister ！

现在估计是明白了这个特点了，我的理解 也就是一个复杂的自动重装过程。

4、到这里你一定还发现了大写的 U和那个小箭头了！再看下面的分析:

表示对应寄存器的影子寄存器可以在发生更新事件时，被更新为它的preload register的内容；而图中UI部分，表示对应的Autoreload register可以产生一个更新事件(U)或更新事件中断(UI)。

所谓的时间U ，事件中断UI就是这么来的！

5、这样设计的好处是什么呢?

设计preload register和shadow register的好处是，所有真正需要起作用的寄存器(shadow register)可以在同一个时间(发生更新事件时)被更新为所对应的preload register的内容，这样可以保证多个通道的操作能够准确地同步。如果没有shadow register，或者preload register和shadow register是直通的，即软件更新preload register时，同时更新了shadow register，因为软件不可能在一个相同的时刻同时更新多个寄存器，结果造成多个通道的时序不能同步，如果再加上其它因素(例如中断)，多个通道的时序关系有可能是不可预知的。

6、接着看左下角的定时器通道：

TM32的定时器输入通道都有一个滤波单元，分别位于每个输入通路上(下图中的黄色框)和外部触发输入通路上(下图中的兰色框)，它们的作用是滤除输入信号上的高频干扰。

具体操作如下：

在TIMx_CR1中的CKD[1:0]可以由用户设置对输入信号的采样频率基准，有三种选择：
1）采样频率基准fDTS=定时器输入频率fCK_INT
2）采样频率基准fDTS=定时器输入频率fCK_INT/2
3）采样频率基准fDTS=定时器输入频率fCK_INT/4

然后使用上述频率作为基准对输入信号进行采样，当连续采样到N次个有效电平时，认为一次有效的输入电平。

实际的采样频率和采样次数可以由用户程序根据需要选择；外部触发输入通道的滤波参数在从模式控制寄存器(TIMx_SMCR)的ETF[3:0]中设置；每个输入通道的滤波参数在捕获/比较模式寄存器1(TIMx_CCMR1)或捕获/比较模式寄存器2(TIMx_CCMR2)的IC1F[3:0]、IC2F[3:0]、IC3F[3:0]和IC4F[3:0]中设置。

注意了：注入的引脚和输出的引脚是一样的！，其实手册上也有说明之前的操作！请看

例如：当fCK_INT=72MHz时，选择fDTS=fCK_INT/2=36MHz，采样频率fSAMPLING=fDTS/2=18MHz且N=6，则频率高于3MHz的信号将被这个滤波器滤除，有效地屏蔽了高于3MHz的干扰。

比如，结合输入捕获的中断，可以轻松地实现按键的去抖动功能，而不需要软件的干预；这可是由硬件实现的去抖动功能，大大节省了软件的开销和程序代码的长度。

每个定时器最多可以实现4个按键的输入，这个方法也可以用于键盘矩阵的扫描，而且因为是通过中断实现，软件不需频繁的进行扫描动作。

这段话，也是摘抄某位网友的，示波器学习的时候就很蛋疼，所以不是很理解！

7、最后来说说比较捕获通道，这个可是核心的东西！

每一个捕获/ 比较通道都是围绕着一个捕获/ 比较寄存器( 包含影子寄存器) ，包括捕获的输入部分
(数字滤波、多路复用和预分频器)，和输出部分(比较器和输出控制)。关于影子寄存器已经讲解的很明白了！

首先看着我用红色圈起来的那块，那就是一个捕获比较通道：

异或那块先不管他，好像跟编码器有关，输入有个特色就是可以把TI的输入搞到CC1上去，也可以把T2的输入搞到CC1上去，其实也可以把T1搞到CC1上去同时把T1搞到CC2上去，这样就有了后来的PWM输入。输出上的特色是不直接输出，而是有个OC1REF，这样可以定义高有效还是低有效，输出自己需要的有效电平！

以上只是定时器