通用定時器基礎知識

參考資料：STM32F1xx官方資料：《STM32中文參考手冊V10》-第14章通用定時器

通用定時器工作過程：

時鐘選擇

計數器時鐘可以由下列時鐘源提供：

① 內部時鐘(CK_INT)
② 外部時鐘模式1：外部輸入腳(TIx)
③ 外部時鐘模式2：外部觸發輸入(ETR)
④ 內部觸發輸入(ITRx)：使用一個定時器作為另一個定時器的預分頻器，如可以配置一個定時器Timer1而作為另一個定時器Timer2的預分頻器。

內部時鐘選擇：

時鐘計算方法：

默認調用SystemInit函數情況下：
SYSCLK=72M
AHB時鐘=72M
APB1時鐘=36M
所以APB1的分頻系數=AHB/APB1時鐘=2
所以，通用定時器時鐘CK_INT=2*36M=72M

計數器模式

通用定時器可以向上計數、向下計數、向上向下雙向計數模式。
① 向上計數模式：計數器從0計數到自動加載值(TIMx_ARR)，然后重新從0開始計數并且產生一個計數器溢出事件。
② 向下計數模式：計數器從自動裝入的值(TIMx_ARR)開始向下計數到0，然后從自動裝入的值重新開始，并產生一個計數器向下溢出事件。
③ 中央對齊模式（向上/向下計數）：計數器從0開始計數到自動裝入的值-1，產生一個計數器溢出事件，然后向下計數到1并且產生一個計數器溢出事件；然后再從0開始重新計數。

向上計數模式（時鐘分頻因子=1）

向下計數模式（時鐘分頻因子=1）

中央對齊計數模式（時鐘分頻因子=1 ARR=6）

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定時器中斷實驗相關寄存器（常用寄存器和庫函數配置）

常見中斷類型（圖參考）：

TIM_IT_Update:更新中斷，計數器向上溢出/向下溢出，計數器初始化(通過軟件或者內部/外部觸發) TIM_IT_CC1~4：都是捕獲/比較中斷，貌似都是平等的，即輸入捕獲，輸出比較TIM_IT_Trigger：觸發事件(計數器啟動、停止、初始化或者由內部/外部觸發計數)使用的時候都是調用函數TIM_ITConfig()來使能指定的中斷類型，調用TIM_GetITStatus()函數來查看是否有中斷發生，入口參數都是平等的。可能就是不同的事件導致中斷的發生略有不同

中斷類型	宏	說明
更新中斷	TIM_IT_Update	計數器溢出
比較中斷	TIM_IT_CCx	CNT = CCRx
觸發中斷	TIM_IT_Trigger	外部/同步/軟件觸發

定時器中斷原理

通用定時器通過以下機制產生中斷：

計數器計滿（向上數到 ARR，或向下數到 0）
觸發“更新事件（UEV）”
觸發 UIF 標志位（TIMx_SR 寄存器）
如果 UIE 允許（TIMx_DIER），則進入中斷服務函數（TIMx_IRQHandler）

通用定時器常用寄存器和庫函數

通用定時器常用寄存器

寄存器名	位名	功能說明
TIMx_PSC	PSC[15:0]	預分頻器值，CNT時鐘 = TIMxCLK / (PSC+1)
TIMx_ARR	ARR[15:0]	自動重裝載寄存器，決定計數上限
TIMx_CNT	CNT[15:0]	當前計數器數值
TIMx_CR1	CEN	使能計數器（1為啟動）
	DIR	計數方向：0為向上，1為向下
	CMS[1:0]	中心對齊模式
	ARPE	自動重裝載緩沖使能
TIMx_DIER	UIE	允許更新中斷
	CCxIE	允許比較中斷（CC1~CC4）
TIMx_SR	UIF	更新中斷標志位（需手動清除）
	CCxIF	捕獲/比較中斷標志位
TIMx_EGR	UG	軟件強制生成更新事件（UEV）

計數器當前值寄存器CNT：

預分頻寄存器TIMx_PSC：

自動重裝載寄存器（TIMx_ARR)：

控制寄存器1（TIMx_CR1）：

DMA中斷使能寄存器（TIMx_DIER）：

補充說明：

• ARR緩沖控制：ARPE 位決定 ARR 是否緩沖（CR1 寄存器）
• 中斷標志手動清除：UIF 必須手動清除，否則中斷會持續進入
• 定時器時鐘來源：
  • APB1 × 2（如果 APB1分頻 ≠ 1）
  • TIMxCLK = 72MHz（如 STM32F103）

常用庫函數：

定時器參數初始化：

 void TIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct);

typedef struct
{uint16_t TIM_Prescaler;        uint16_t TIM_CounterMode;     uint16_t TIM_Period;        uint16_t TIM_ClockDivision;  uint8_t TIM_RepetitionCounter;
} TIM_TimeBaseInitTypeDef; 

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 4999; 
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =7199; 
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision =  TIM_CKD_DIV1; 
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode =  TIM_CounterMode_Up; 
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); 

定時器使能函數：

void TIM_Cmd(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);

定時器中斷使能函數：

void TIM_ITConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT, FunctionalState NewState);

狀態標志位獲取和清除：

FlagStatus TIM_GetFlagStatus(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_FLAG);
void TIM_ClearFlag(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_FLAG);
ITStatus TIM_GetITStatus<