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STM32 定时器讲解

2025/6/20 8:22:38 来源：https://blog.csdn.net/qq_37669710/article/details/148768474  浏览:  次   关键词：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=72MRCC_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）

📡 ​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）。

⚡ ​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）。

🔄 ​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）。

🔔 ​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）。

⚠️ ​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）。

⚙️ ​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）。

📊 ​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

💎 ​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
     
     
    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)    		CH1PA8PE9-互补输出：PA7（CH1N）
    CH2PA9PE11-互补输出：PB0（CH2N）
    CH3PA10PE13-互补输出：PB1（CH3N）
    CH4PA11PE14-刹车输入：PA12（BKIN）
    ​TIM2​
     (通用)    		CH1PA0PA15PB8注意：PA15与JTDI复用
    CH2PA1PB3PB9PB3默认JTDO，需禁用JTAG
    CH3PA2PB10PB10支持编码器模式
    CH4PA3PB11PB11外部触发：ETR@PA0
    ​TIM3​
     (通用)    		CH1PA6PB4PC6重映射时PB4默认JTDO
    CH2PA7PB5PC7PB5默认JNTRST
    CH3PB0PB0PC8支持PWM输入捕获
    CH4PB1PB1PC9
    ​TIM4​
     (通用)    		CH1PB6PD12-注意：PB6默认I2C1_SCL
    CH2PB7PD13-PB7默认I2C1_SDA
    CH3PB8PD14-
    CH4PB9PD15-
    ​TIM5​
     (通用)    		CH1PA0--仅大容量型号支持
    CH2PA1--
    CH3PA2--
    CH4PA3--
    ​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）​​
     








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