STM32之四：TIM定时器（1-基本定时器）

news2025/1/19 11:33:18

1. STM32有哪些定时器

2. 基本定时器

2.1 基本定时器主要功能

2.2 基本定时器的框图

2.2.1 时钟输入

2.2.2 至DAC

2.2.3 至时基单元（重点）

2.2.4 影子寄存器

2.2.5 基本定时器寄存器说明

2.2.5.1 控制寄存器1（TIMx_CR1）

2.2.5.2 TIMx_DIER、TIMx_SR、TIMx_EGR

2.3 如何在STM32中进行基本定时器定时

1. STM32有哪些定时器

STM32定时器分为三种类型：高级定时器、通用定时器、基本定时器。

作为接触定时器的第一章节，本节介绍基本定时器，需要掌握如何通过定时器来产生指定时间的中断，其余影子寄存器等概念做了解。

2. 基本定时器

2.1 基本定时器主要功能

1. 提供基本定时中断功能

2. 触发DAC同步电路

2.2 基本定时器的框图

2.2.1 时钟输入

首先从框图左上部分看，基本定时器的时钟输入只有一个，即：来自RCC的TIMxCLK，我们翻看下时钟树部分的框图STM32之二：时钟树，定时器2-7在APB1总线上，且对其频率有要求。“如果APB1预分频系数=1，则频率不变，否则频率*2”，我们知道，由于APB1最大频率为36MHz，SYSCLK时钟为72MHz，所以，APB1预分频器的系数=2，因此此处频率*2，即，至TIMxCLK的时钟为72MHz。因此，内部时钟CK_INT为72MHz。

2.2.2 至DAC

CK_INT输入的矩形兵分两路，一路触发控制器至DAC。

基本定时器在芯片内部直接连接到DAC，并通过触发输出直接驱动DAC。

本节主要探讨定时器的基本定时中断作用，此功能不做过多介绍。

2.2.3 至时基单元（重点）

红框框到的地方为时基单元，时基单位由预分频器（PSC）、计数器（CNT）和自动重装载寄存器（ARR）组成。

预分频器（PSC）：PSC是16bit的预分频器，可以对定时时钟进行1~65536之间的任何一个数进行分频。分频过后的时 $CKCNT=\frac{TIMxCLK}{PSC+1}$ 。PSC+1是因为实际PSC寄存器从0开始计数，PSC=0即代表不分频（或1分频），PSC=1即代表2分频，因此此处PSC需+1。

计数器（CNT）：CNT是一个16bit的只向上计数的计数器，最大值为65535。当计数器中的数值达到自动重装载寄存器的值时产生更新时间，并清零从头开始计数。

自动重装载寄存器（ARR）：ARR是一个16bit的寄存器，里面装着计数器能计数的最大值，当CNT中的值和ARR中的值一致时，如果使能中断，定时器会溢出中断。

那么，如果要定义1ms中断的时钟，PSC和ARR该如何取值呢？

定时器的时钟CK_CNT=CK_INT/(PSC+1)，则计数器计数一次的时间=1/CK_CNT，当计数器计数数值达到ARR时候，产生一次中断。因此产生中断的时间可以计时为=(PSC+1)/ CK_INT*ARR

则PSC可以取值为71，ARR取值为1000，则(71+1)/72000000*1000 = 1ms

PS：PSC和ARR的取值不固定，满足公式即可

至此，即可给寄存器赋值来进行定时器中断。

2.2.4 影子寄存器

在基本定时器的框图中我们看到，标绿色的框框带有阴影。且时基单元中，自动重装载寄存器和预分频器也有阴影。这部分带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，其中一个是程序员可以写入或读出的寄存器，称为预装载寄存器，另一个是程序员看不见，但在操作中真正起作用的寄存器，称为影子寄存器。

我们观察STM32F10xx参考手册可以看到，影子寄存器被描述为缓冲。至于下句“可以在运行过程中改变它的数值，新的预分频数值将在下一个更新事件时起作用”，在运行中改变的其实是预装载寄存器，用户随时可以更改预装载寄存器的值，但是影子寄存器的值会在下一个更新事件时起作用。

2.2.5 基本定时器寄存器说明

虽然基本定时器只有定时和触发DAC两个功能，但是观看其寄存器，很多的标志位还是让人有些搞不清楚，在此将这些寄存器梳理下。

2.2.5.1 控制寄存器1（TIMx_CR1）

CEN：

位0是一个标志位CEN，CEN意为计数器CNT使能位。

即CNT=1，使能计数器。CNT=0，关闭计数器，计数器不计数。因此可见，如果要进行定时器中断功能，必须要使CNT=1.

UDIS：

位1为UDIS，表示禁止更新位。由软件设置和清除，以使能或禁止UEV事件的产生。

UDIS=0，UEV使能。更新事件UEV可以由下列事件产生：

-计数器CNT上溢或下溢。

-设置UG位（UG位为事件产生寄存器TIMx_EGR的0位，置1表示由软件产生更新事件）

-通过从模式控制器产生的更新（高级定时器功能，此处可以不看）

UDIS=1

不产生UEV更新事件。

URS和OPM

位2为URS，URS表示UEV事件的请求源。

为3为OPM，OPM表示单脉冲模式。

ARPE ：自动重装载预装载使能。

ARPE即ARR自动重装载寄存器是否开启影子寄存器，也叫做缓冲。

ARPE=1：TIMx_ARR寄存器没有缓冲；即关闭影子寄存器，预装载寄存器的内容直接传送到影子寄存器。

APPE=0：TIMx_ARR寄存器具有缓冲；即开启影子寄存器。当ARR被重新赋值之后，必须在下一次更新事件UEV发生后才能更新影子寄存器的值。（如果想更改完立即同步到影子寄存器，可以通过软件设置UG位产生更新事件）

可以看到图151中ARPE=0时，修改了TIMx_ARR的值为0x36，则计数器在0x36时已产生动作。而在图152中，ARPE=1，在计数器还未达到0x36时，将ARR的修改为0x36，但是在计数器=0x36时却为产生更新，在计数器达到上次ARR的值0xF5产生更新事件之后，ARR的值（影子寄存器）才更新为0x36。