掌握STM32单片机定时器编程：时间控制利器，助你掌控时间

# 1. STM32单片机定时器概述**

STM32单片机中的定时器是一种灵活且功能强大的外设，用于生成精确的时间间隔和脉冲。它具有多种模式，可满足各种应用需求，包括：

* **定时器模式：**用于生成固定频率的脉冲或方波。
* **计数器模式：**用于计数外部事件或测量时间间隔。
* **捕获模式：**用于捕获外部事件的发生时间。
* **输出比较模式：**用于生成可编程宽度和频率的脉冲。

定时器通过一系列可编程寄存器进行配置，这些寄存器控制定时器的时钟源、预分频、自动重装载值和中断行为。通过对这些寄存器的巧妙使用，可以实现各种定时和计数功能。

# 2. 定时器编程基础

### 2.1 定时器寄存器结构

STM32单片机的定时器具有丰富的寄存器结构，用于配置和控制定时器的各种功能。本章节将介绍定时器中最重要的寄存器，包括定时器控制寄存器（TIMx_CR1）、定时器预分频寄存器（TIMx_PSC）和定时器自动重装载寄存器（TIMx_ARR）。

#### 2.1.1 定时器控制寄存器（TIMx_CR1）

定时器控制寄存器（TIMx_CR1）是定时器的核心控制寄存器，用于配置定时器的基本功能，包括定时器使能、时钟源选择、计数模式和中断使能等。

typedef struct
{
  uint32_t CEN:1;             /*!< Counter enable */
  uint32_t UDIS:1;            /*!< Update disable */
  uint32_t URS:1;             /*!< Update request source */
  uint32_t OPM:1;             /*!< One-pulse mode */
  uint32_t DIR:1;             /*!< Direction */
  uint32_t CMS:2;             /*!< Center-aligned mode selection */
  uint32_t ARPE:1;            /*!< Auto-reload preload enable */
  uint32_t CKD:2;             /*!< Clock division */
  uint32_t ARR:1;             /*!< Auto-reload register preload */
} TIM_CR1_TypeDef;

| 位域 | 描述 |
|---|---|
| CEN | 定时器使能位，置 1 启用定时器 |
| UDIS | 更新禁止位，置 1 禁止更新事件 |
| URS | 更新请求源位，置 1 表示由软件触发更新事件 |
| OPM | 单脉冲模式位，置 1 使能单脉冲模式 |
| DIR | 计数方向位，置 0 为向上计数，置 1 为向下计数 |
| CMS | 中心对齐模式选择位，用于配置计数器时钟和更新事件的触发时机 |
| ARPE | 自动重装载预装载使能位，置 1 使能自动重装载寄存器的预装载 |
| CKD | 时钟分频位，用于选择定时器的时钟源和分频系数 |
| ARR | 自动重装载寄存器预装载位，置 1 将自动重装载寄存器中的值预装载到计数器中 |

#### 2.1.2 定时器预分频寄存器（TIMx_PSC）

定时器预分频寄存器（TIMx_PSC）用于对定时器的时钟进行分频，从而降低定时器的计数频率。

typedef struct
{
  uint32_t PSC:16;             /*!< Prescaler value */
} TIM_PSC_TypeDef;

| 位域 | 描述 |
|---|---|
| PSC | 预分频值，用于对定时器的时钟进行分频 |

#### 2.1.3 定时器自动重装载寄存器（TIMx_ARR）

定时器自动重装载寄存器（TIMx_ARR）用于设置定时器的重装载值，当计数器达到重装载值时，计数器将自动重装载并重新开始计数。

typedef struct
{
  uint32_t ARR:16;             /*!< Auto-reload value */
} TIM_ARR_TypeDef;

| 位域 | 描述 |
|---|---|
| ARR | 自动重装载值，用于设置定时器的重装载值 |

### 2.2 定时器中断配置

定时器中断是定时器功能的重要组成部分，允许定时器在特定事件发生时触发中断。本章节将介绍定时器中断配置的两个重要寄存器：定时器中断标志寄存器（TIMx_SR）和定时器中断使能寄存器（TIMx_DIER）。

#### 2.2.1 定时器中断标志寄存器（TIMx_SR）

定时器中断标志寄存器（TIMx_SR）用于指示定时器中断发生的标志位。

typedef struct
{
  uint32_t UIF:1;             /*!< Update interrupt flag */
  uint32_t CC1IF:1;            /*!< Capture/Compare 1 interrupt flag */
  uint32_t CC2IF:1;            /*!< Capture/Compare 2 interrupt flag */
  uint32_t CC3IF:1;            /*!< Capture/Compare 3 interrupt flag */
  uint32_t CC4IF:1;            /*!< Capture/Compare 4 interrupt flag */
  uint32_t TIF:1;             /*!< Trigger interrupt flag */
  uint32_t BIF:1;             /*!< Break interrupt flag */
  uint32_t CC1OF:1;            /*!< Capture/Compare 1 overcapture flag */
  uint32_t CC2OF:1;            /*!< Capture/Compare 2 overcapture flag */
  uint32_t CC3OF:1;            /*!< Capture/Compare 3 overcapture flag */
  uint32_t CC4OF:1;            /*!< Capture/Compare 4 overcapture flag */
} TIM_SR_TypeDef;

| 位域 | 描述 |
|---|---|
| UIF | 更新中断标志位，当计数器达到重装载值时置 1 |
| CC1IF | 捕获/比较 1 中断标志位，当捕获/比较通道 1 发生事件时置 1 |
| CC2IF | 捕获/比较 2 中断标志位，当捕获/比较通道 2 发生事件时置 1 |
| CC3IF | 捕获/比较 3 中断标志位，当捕获/比较通道 3 发生事件时置 1 |
| CC4IF | 捕获/比较 4 中断标志位，当捕获/比较通道 4 发生事件时置 1 |
| TIF | 触发中断标志位，当定时器触发事件发生时置 1 |
| BIF | 中断中断标志位，当定时器中断事件发生时置 1 |
| CC1OF | 捕获/比较 1 过捕获标志位，当捕获/比较通道 1 发生过捕获事件时置 1 |
| CC2OF | 捕获/比较 2 过捕获标志位，当捕获/比较通道 2 发生过捕获事件时置 1 |
| CC3OF | 捕获/比较 3 过捕获标志位，当捕获/比较通道 3 发生过捕获事件时置 1 |
| CC4OF | 捕获/比较 4 过捕获标志位，当捕获/比较通道 4 发生过捕获事件时置 1 |

#### 2.2.2 定时器中断使能寄存器（TIMx_DIER）

定时器中断使能寄存器（TIMx_DIER）用于使能或禁止定时器中断。

typedef struct
{
  uint32_t UIE:1;             /*!< Up