STM32定时器的介绍_stm32 itr

一、定时器中断

        定时器的基本功能：对输入的时钟进行计数，在计数值达到设定值时触发中断。当这个计数器的输入是一个准确可靠的基准时钟的时候，那么它在对这个基准时钟进行计数的过程实际上就是记时的过程。

定时器组成：

16位计数器：计数器就是用来执行计数定时的一个寄存器，每来一个时钟，计数器加1。在STM32中，时钟频率为72Mhz，那么计72个数字就是1us的时间，计72000个数就是1ms的时间。在72Mhz的计数时钟下，最大可以实现=59.65s的定时。还可以使用级联模式，让一个定时器输出当另一个定时器输入，这样可以实现秒，大概八千多年。

预分频器：可以对计数器的时钟进行分频，让计数更加灵活。

自动重装寄存器：就是计数的目标值，就是我想要记多少个时钟申请中断。

定时器支持的功能：

        定时中断，内外时钟源选择，输入捕获，输出比较，编码器接口，主从触发模式等多种功能。

定时器分类：

        高级定时器（复杂），通用定时器（适中），基本定时器（简单）。

1、 基本定时器：

 工作原理：

        预分频器与自动装载寄存器，CNT计数器组成了时基单元，由于基本定时器只能选择内部时钟，可以将PSC预分频器直接看作与内部时钟CK_INT相连，内部时钟的频率来自RCC的TIMxCLK，这里的频率值一般都是系统的主频72MHz。

        预分频器写0那就是不分频，或者是1分频，这时候输出频率=输入频率=72MHZ。如果写1，就是2分频，输出频率为72÷2=32MHz。如果写2就是3分频，预分频的值与实际的分频系数相差1。这个预分频器为16位最大值可以写65535，也就是65536分频。

        计数器对预分频后的计数时钟进行计数，计数时钟每来一个上升沿，计数器的值就+1，这个计数器的值也是16位的，里面的值可以从0一直加到65535，再加的话，就会从0重新开始。当自增到目标值时就产生中断。那么就需要一个存储目标值的寄存器，那就是自动重装寄存器。

        当定时器达到目标值时，就会产生更新中断，如图上的UI，这个更新中断会通往NVIC，再配置好NVIC的定时器通道，那么定时器中断就会得到CPU的响应了。图中的U称为更新事件，它会触发内部其他电路的工作。

DAC主从触发模式：

        它能让内部的硬件在不受程序控制的情况下自动运行。在某些情境下会减轻CPU的负担。

        在我们使用DAC的时候，可能会使用DAC输出一段波形，那就需要每隔一段时间触发一次DAC，让他输出下一个电压点。使用这个主模式可以把定时器的更新事件映射到触发输出TRGO的位置，然后TRGO直接接到DAC的触发转换引脚上。整个过程不需要软件的参与，不需要CPU频繁进入中断，实现硬件自动化。

2、通用定时器

主要区别：

       1、 基本计时器只支持向上计数的模式，通用定时器和高级定时器支持向上计数，向下计数，中央对齐这三种模式。

  2、 基本计时器只支持内部时钟，通用寄存器支持内外部时钟。如下图引脚定义可以在TIM2_ETR上外接外部定时器，也就是PA0上接通外部方波时钟。如图所示继续配置极性选择，边沿检测和预分频器，再配置输入滤波电路，滤除外部时钟毛刺，再通过上面一路ETRF进入触发控制器，就可以作为时基单元的时钟了，这一路也叫做外部时钟模式2。

        除了外部时钟引脚可以提供时钟外，下面还有一路可以提供时钟，就是TRGI（Trigger In）,主要是用作触发输入来使用的，可以触发定时器的从模式。

        触发输入还可以作为外部时钟，当TRGI当作外部时钟来使用的时候，这一路就叫做“外部时钟模式1”。如图通过这一路的外部时钟有ETR引脚信号，ITR信号。ETR信号通过这一路会占用触发输入的通道。ITR信号的时钟信号是来自其他定时器的。如图右边的主模式输出的TRGO可以通向其他定时器，通向其他定时器的时候就接到了其他定时器的ITR引脚上。具体的连接方式见下表。通过这一路就可以实现定时器级联的功能。例如，我们可以初始化TIM3，然后利用主模式把它的更新事件映射到TRGO上，接着再初始化TIM2，这里选择ITR2，对应就是TIM3的TRGO，然后后面再选择时钟为外部时钟模式1，这样TIM3的更新事件就可以驱动TIM2的时基单元。就实现了定时器的级联。这里还可以选择TI1F_ED，这里连接输入捕获单元的CH1引脚，也就是从CH1引脚获得时钟，ED（Edge）就是边沿的意思，也就是通过这一路输入的时钟，上升沿和下降沿均有效。最后这个时钟还可以通过TI1FP1和TI2FP2获得。其中TI1连接到了CH1，TI2连接到了CH2。

        总结：外部时钟模式1的输入可以是ETR引脚，其他定时器，CH1引脚的边沿，CH1引脚和CH2引脚。一般情况下，外部时钟的引脚通过ETR引脚就可以了，其他模式主要是为了某些特殊场景设计的。例如定时器级联，输入捕获，测频率。

        如果要选外部时钟，首选ETR引脚外部时钟模式2输入。

3、TRGO至其他定时器至DAC/ADC，这块就是定时器的主模式输出。这部分电路可以把内部的一些事件映射到TRGO引脚上，例如刚刚基本定时器提到的将更新事件映射到TRGO，用于触发DAC。这里同理我们可以把定时器内部的一些事件映射到这里，用于触发其他定时器、DAC或者ADC。下面的电路右边为输出比较电路，总共有4个通道，分别对应CH1-4的引脚，可用于输出PWM波形，驱动电机。左边为输入捕获电路，也有四个通道，对应也是CH1-4的引脚，可用于测量输入方波的频率。

 

3、高级定时器

        高级定时器的主要区别如下图红色框内，DTG是死区生成电路，后面的输出引脚变为了两个互补输出，可以输出一对互补的PWM波。用于驱动三相无刷电机。无刷电机的驱动电路一般需要三个桥臂，每个桥臂两个大功率开关控制，为了防止PWM驱动桥臂时，在开关切换的瞬间，由于器件不理想造成的短暂直通现象，因此加上了DTG死区生成电路。在开关切换的瞬间，让桥臂的上下管全都关断。最下面的红框是刹车输入功能，为了给电机提供安全保障。如果外部引脚BKIN产生了刹车信号，或者内部时钟失效，控制电路会自动切断电机的输出。