STM32 定时器讲解

⏱️ ​一、核心配置函数​

1. ​定时器初始化与复位​

   • ​TIM_DeInit(TIM_TypeDef* TIMx)​
     复位定时器所有寄存器至默认值，用于重新配置前的清理。
   • ​TIM_TimeBaseInit(TIMx, TIM_TimeBaseInitTypeDef* initStruct)​
     配置时基单元：预分频器（PSC）、自动重装值（ARR）、计数模式（向上/向下/中央对齐）。

     static void TIM6_Config(uint32_t arr , uint32_t psc)
     {
         TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
     		
     	// 开启定时器时钟,即内部时钟CK_INT=72M
         RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM6, ENABLE);
     	
     	// 自动重装载寄存器的值，累计TIM_Period+1个频率后产生一个更新或者中断
         TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;	
     
     	 // 时钟预分频数为
         TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= psc;
     		
     	 // 初始化定时器
         TIM_TimeBaseInit(TIM6, &TIM_TimeBaseStructure);
     		
     	// 清除计数器中断标志位
         TIM_ClearFlag(TIM6, TIM_FLAG_Update);
     	  
     	// 开启计数器中断
         TIM_ITConfig(TIM6,TIM_IT_Update,ENABLE);
     		
     	// 使能计数器
         TIM_Cmd(TIM6, ENABLE);	
     }

   • ​TIM_TimeBaseStructInit(TIM_TimeBaseInitTypeDef* initStruct)​
     初始化时基结构体为默认值（PSC=0, ARR=0xFFFF）。

2. ​时钟源选择​

   • ​TIM_InternalClockConfig(TIMx)​
     选择内部时钟（默认）。
   • ​TIM_ETRClockMode2Config(TIMx, prescaler, polarity, filter)​
     配置外部时钟模式2（ETR引脚输入，直接驱动计数器）。
     参数：
     • prescaler：外部触发预分频（TIM_ExtTRGPSC_DIV2等）
     • polarity：触发极性（上升沿/下降沿）
     • filter：滤波器值（0-0xF）

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​二、输入捕获功能​

1. ​输入捕获初始化​

   • ​TIM_ICInit(TIMx, TIM_ICInitTypeDef* icStruct)​
     配置捕获通道参数：

     TIM_ICInitTypeDef ic;
     ic.TIM_Channel = TIM_Channel_1;      // 通道1
     ic.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; // 上升沿捕获
     ic.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; // 直接映射到TI1
     ic.TIM_ICFilter = 0x0A;              // 滤波器值
     TIM_ICInit(TIM5, &ic);

   • ​TIM_PWMIConfig(TIMx, TIM_ICInitTypeDef* icStruct)​
     自动配置PWM输入模式（双通道捕获同一信号，测量占空比）。

2. ​捕获值读取与配置​

   • ​uint16_t TIM_GetCapturex(TIMx)​（x=1~4）
     读取通道捕获值（如脉冲宽度）。
   • ​TIM_SetICxPrescaler(TIMx, TIM_ICPSC_DIVy)​
     设置输入捕获分频（每y个边沿触发一次捕获）。

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⚡ ​三、输出比较与PWM​

1. ​PWM通道初始化​

   • ​TIM_OCxInit(TIMx, TIM_OCInitTypeDef* ocStruct)（x=1~4）
     配置PWM模式、极性、占空比：

     TIM_OCInitTypeDef oc;
     oc.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;      // PWM模式1
     oc.TIM_Pulse = 500;                   // 占空比50%（ARR=1000时）
     oc.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
     TIM_OC1Init(TIM2, &oc);

   • ​TIM_OCxPreloadConfig(TIMx, TIM_OCPreload_Enable)​
     使能CCRx预装载（占空比更新同步）。

2. ​动态调节与高级控制​

   • ​TIM_SetComparex(TIMx, value)​
     运行时修改CCRx（占空比）。
   • ​TIM_ForcedOCxConfig(TIMx, TIM_ForcedAction_Active)​
     强制输出高/低电平（用于紧急制动）。
   • ​TIM_OCxFastConfig(TIMx, TIM_OCFast_Enable)​
     使能快速模式（匹配时立即改变输出，非默认的下一周期）。

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​四、编码器接口​

1. ​编码器模式配置​
   • ​TIM_EncoderInterfaceConfig(TIMx, mode, pol1, pol2)​
     配置正交编码器接口：
     • mode：TIM_EncoderMode_TI1（仅TI1计数）、TI2或TI12（双沿计数）
     • pol1/pol2：通道极性（上升沿/下降沿触发）

     TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM3, TIM_EncoderMode_TI12, 
                                TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);

   • ​TIM_SetCounter(TIMx, 0)​
     重置编码器计数值（如归零位置）。

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​五、中断与事件管理​

1. ​中断控制​

   • ​TIM_ITConfig(TIMx, TIM_IT_CC1 | TIM_IT_Update, ENABLE)​
     使能捕获/更新等中断事件。
   • ​TIM_GetITStatus(TIMx, TIM_IT_Update)​
     查询中断标志位（SET/RESET）。
   • ​TIM_ClearITPendingBit(TIMx, TIM_IT_CC1)​
     清除中断标志（中断服务函数中必须调用）。

2. ​事件生成​

   • ​TIM_GenerateEvent(TIMx, TIM_EventSource_Update)​
     软件触发更新事件（同步寄存器）。
   • ​TIM_UpdateDisableConfig(TIMx, ENABLE)​
     禁止更新事件（防止ARR/PSC被意外修改）。

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⚠️ ​六、高级控制功能​

1. ​刹车与死区控制​

   • ​TIM_BDTRConfig(TIMx, TIM_BDTRInitTypeDef* bdtrStruct)​
     配置死区时间、刹车极性（仅TIM1/TIM8）。
     应用：电机驱动防止上下管直通。

     TIM_BDTRInitTypeDef bdtr;
     bdtr.TIM_DeadTime = 0x4F;    // 死区时间
     bdtr.TIM_BreakPolarity = TIM_BreakPolarity_High;
     TIM_BDTRConfig(TIM1, &bdtr);

   • ​TIM_CtrlPWMOutputs(TIMx, ENABLE)​
     使能高级定时器的PWM输出（TIM1/TIM8需调用）。

2. ​主从模式同步​

   • ​TIM_SelectMasterSlaveMode(TIMx, TIM_MasterSlave_Enable)​
     使能主从同步（用于定时器级联）。
   • ​TIM_SelectOutputTrigger(TIMx, TIM_TRGOSource_Update)​
     设置触发输出源（如更新事件触发其他定时器）。

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⚙️ ​七、时钟源与触发控制​

1. ​外部时钟配置​

   • ​TIM_TIxExternalClockConfig(TIMx, TIxSource, polarity, filter)​
     使用外部引脚TIx作为时钟源（如测频应用）。
   • ​TIM_ITRxExternalClockConfig(TIMx, TIM_TS_ITR0)​
     使用内部触发输入（ITRx）连接其他定时器。

2. ​触发选择​

   • ​TIM_SelectInputTrigger(TIMx, TIM_TS_TI1FP1)​
     选择输入触发源（如TI1FP1用于从模式触发）。
   • ​TIM_SelectSlaveMode(TIMx, TIM_SlaveMode_Reset)​
     设置从模式（复位模式：触发信号复位计数器）。

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​八、寄存器操作函数​

​函数​	​作用​	​典型场景​
TIM_SetCounter(TIMx, 0)	重置计数器值	编码器位置归零
TIM_SetAutoreload(TIMx, 5000)	修改ARR值（需配合TIM_ARRPreloadConfig）	动态调整PWM频率
TIM_GetPrescaler(TIMx)	读取当前预分频器值	计算实际时钟频率
TIM_SetClockDivision(TIMx, TIM_CKD_DIV2)	设置时钟分频（用于滤波器）	降低输入噪声影响

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​关键技巧与注意事项​

// 配置PC6为TIM8_CH1输出
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM8 | RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
GPIO_InitTypeDef gpio;
gpio.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
gpio.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  // 复用推挽输出
gpio.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOC, &gpio);

// 初始化TIM8 PWM
TIM_OCInitTypeDef oc;
TIM_OCStructInit(&oc);
oc.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
oc.TIM_Pulse = 400;  // 占空比40%（ARR=1000时）
TIM_OC1Init(TIM8, &oc);
TIM_CtrlPWMOutputs(TIM8, ENABLE);  // 高级定时器必需！
TIM_Cmd(TIM8, ENABLE);

1. ​预装载机制​

   • ​ARR预装载​：TIM_ARRPreloadConfig(TIMx, ENABLE) 确保ARR更新同步（多通道PWM必备）。
   • ​CCR预装载​：TIM_CCPreloadControl(TIMx, ENABLE) 使CCR更新在UEV事件时生效。

2. ​中断服务函数模板​

   void TIM2_IRQHandler(void) {
       if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update)) {
           // 处理定时任务（如刷新LED）
           TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); // 必须清除标志！
       }
       if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_CC1)) {
           uint16_t pulse = TIM_GetCapture1(TIM2); // 读取脉冲宽度
           TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC1);
       }
   }

3. ​PWM频率与占空比计算​
   FPWM​=(PSC+1)×(ARR+1)Fclk​​占空比=ARR+1CCR​×100%
   示例：72MHz时钟生成1kHz PWM（占空比50%）→ PSC=71, ARR=999, CCR=500

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   STM32F103定时器全引脚映射表​

   ​定时器​	​通道​	​默认引脚​	​部分重映射引脚​	​完全重映射引脚​	​特性说明​
   ​TIM1​ (高级)	CH1	PA8	PE9	-	互补输出：PA7（CH1N）
   	CH2	PA9	PE11	-	互补输出：PB0（CH2N）
   	CH3	PA10	PE13	-	互补输出：PB1（CH3N）
   	CH4	PA11	PE14	-	刹车输入：PA12（BKIN）
   ​TIM2​ (通用)	CH1	PA0	PA15	PB8	注意：PA15与JTDI复用
   	CH2	PA1	PB3	PB9	PB3默认JTDO，需禁用JTAG
   	CH3	PA2	PB10	PB10	支持编码器模式
   	CH4	PA3	PB11	PB11	外部触发：ETR@PA0
   ​TIM3​ (通用)	CH1	PA6	PB4	PC6	重映射时PB4默认JTDO
   	CH2	PA7	PB5	PC7	PB5默认JNTRST
   	CH3	PB0	PB0	PC8	支持PWM输入捕获
   	CH4	PB1	PB1	PC9
   ​TIM4​ (通用)	CH1	PB6	PD12	-	注意：PB6默认I2C1_SCL
   	CH2	PB7	PD13	-	PB7默认I2C1_SDA
   	CH3	PB8	PD14	-
   	CH4	PB9	PD15	-
   ​TIM5​ (通用)	CH1	PA0	-	-	仅大容量型号支持
   	CH2	PA1	-	-
   	CH3	PA2	-	-
   	CH4	PA3	-	-
   ​TIM8​ (高级)	CH1	​PC6​	PI5	-	互补输出：​PA7​（CH1N） 2 4
   	CH2	​PC7​	PI6	-	互补输出：​PB0​（CH2N）
   	CH3	​PC8​	PI7	-	互补输出：​PB1​（CH3N）
   	CH4	​PC9​	PI2	-	刹车输入：​PI1​（BKIN） 5
   ​TIM6/7​ (基本)	-	无外部引脚	-	-	仅内部时钟，触发DAC用

   ---

   ⚙️ ​关键说明与注意事项​

4. ​重映射配置流程​

   • ​使能AFIO时钟​：调用 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE)（标准库）或 __HAL_RCC_AFIO_CLK_ENABLE()（HAL库）。
   • ​执行重映射​：

     // TIM3部分重映射至PB4/PB5（F1系列）
     GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE);

   • ​配置GPIO模式​：设置为复用推挽输出（GPIO_Mode_AF_PP）。

5. ​TIM8特殊配置要求​

   • ​互补输出使能​：需调用 TIM_CtrlPWMOutputs(TIM8, ENABLE) 激活PWM输出。
   • ​刹车功能​：配置刹车引脚（如PI1）为复用模式，Alternate Function选 ​GPIO_AF3_TIM8。
   • ​死区时间​：通过 TIM_BDTRConfig() 设置死区寄存器，防止电机驱动直通。

6. ​冲突引脚处理​

   • ​JTAG/SWD引脚​（PA15/PB3/PB4）：用作定时器通道时需禁用JTAG：

     GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);  // 保留SWD调试功能

   • ​I²C引脚​（PB6/PB7）：用作TIM4通道时需关闭I²C外设时钟。

7. ​代码示例（TIM8_CH1 PWM输出）​​