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1. 什么是定时器
1.1 数量&来源
STM32F4具备总共14个定时器（12个16bit定时器，2个32bit定时器）（递增、递减和递增/递减自动重载计数器），分别为：
- 基本定时器：TIM6 & TIM7
- 通用定时器：TIM2 ~ TIM5（TIM2 & TIM5位32bit计数器）， TIM9 ~ TIM14
- 高级定时器：TIM1 & TIM8
定时器引脚皆由GPIO每个引脚配置为复用功能而来（GPIO每个引脚PA0-PA15 ... PG0-PG15， 最多可具有 16 个复用功能，输入/输出共用），如下图所示：
1.2 用途
定时器具备多种用途，包括：
- 输入捕获：测量输入信号的脉冲宽度
- 输出比较：计数器模式
- PWM：边缘或中间对齐模式
- 单脉冲模式输出
发生如下事件时生成中断/DMA 请求：
- 更新：计数器上溢/下溢、计数器初始化（通过软件或内部/外部触发）
- 触发事件（计数器启动、停止、初始化或通过内部/外部触发计数）
- 输入捕获：
- 输出比较：
使用定时器预分频器和 RCC 时钟控制器预分频器，可将脉冲宽度和波形周期从 us → ms （调制）
2. 通用定时器框图
从如下定时的框图可以看出，定时器主要包括四个部分：
- 输入时钟源：选择不同的时钟源
- 时基单元：对时钟进行分频、计数等处理
- 输入捕获：4个输入通道
- 输出比较：输出控制
2.1 输入时钟
通用定时器的时钟来源通常有四种：
- 内部时钟: CK_INT
- 外部时钟模式 1：外部输入引脚TIx（x=1,2,3,4），计数器可在选定的输入信号上出现上升沿或下降沿时计数
- 外部时钟模式 2：外部触发输入 ETR (External TRigger)，计数器可在外部触发输入 ETR 出现上升沿或下降沿时计数。
- 内部触发输入（ITRx，Internal TRigger（x=0,1,2,3））（编码器模式）：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作为另一个定时器Timer2的预分频器。
如上图，TIM1、TIM8、TIM10、TIM11使用的是APB2时钟，而其余定时器使用的是APB1时钟，具体可参考 STM32 - 时钟系统详解
2.2 时基单元
时基单元主要由三个寄存器组成：
● 计数器寄存器 (TIMx_CNT)：记录分频后的时钟CK_CNT脉冲个数
● 预分频器寄存器 (TIMx_PSC)：对计数器时钟频率进行分频，系数介于 1~65536 之间
● 自动重载寄存器 (TIMx_ARR)：预装载，可选择立即生效或下一次发生更新事件时生效
工作流程：
- 输入时钟的脉冲信号CK_PSC，经过PSC分频后，生成CK_CNT脉冲时钟；
- 每个CK_CNT脉冲到来，寄存器TIMx_CNT计数 +1/-1（可设置为向上、向下、向上向下计数）；
- 当TIMx_CNT的值等于TIMx_ARR时，产生更新事件(UEV)
下图为 预分频器分频由 1 变为 2 时的计数器时序图
2.3 输入捕获/输出比较通道
1）输入阶段：
- 输入阶段对相应的 TIx 输入进行采样，生成一个滤波后的信号 TIxF。
- 然后，带有极性选择功能的边沿检测器生成一个信号 (TIxFPx)，该信号可用作从模式控制器的触发输入，也可用作捕获命令。
- 该信号先进行预分频 (ICxPS)，而后再进入捕获寄存器
2）输出阶段：
- 捕获/比较模块由一个预装载寄存器和一个影子寄存器组成。始终可通过读写操作访问预装载寄存器。
- 在捕获模式下，捕获实际发生在影子寄存器中，然后将影子寄存器的内容复制到预装载寄存器中。
- 在比较模式下，预装载寄存器的内容将复制到影子寄存器中，然后将影子寄存器的内容与计数器进行比较。
3. 模式配置
3.1 计数器模式
计数器模式，个人理解，就是时基电路中的工作模式，包括：
- 递增计数模式：计数器从 0 计数到自动重载值(TIMx_ARR)，然后重新从 0 开始计数并生成计数器上溢事件
- 递减计数模式：计数器从自动重载值（TIMx_ARR）开始递减计数到 0，然后重新从自动重载值开始计数并生成计数器下溢事件
- 中心对齐模式：计数器从 0 开始计数到自动重载值（TIMx_ARR 寄存器的内容）— 1，生成计数器上溢事件；然后从自动重载值开始向下计数到 1 并生成计数器下溢事件。之后从 0 开始重新计数。
递增计数器时序图，2 分频内部时钟(ARR=36）：
递减计数器时序图，2 分频内部时钟(ARR=36）
中心对齐计数器时序图，2 分频内部时钟(ARR=36）
