STM32单片机定时器详解：精确控制时间和事件，把握系统节奏

# 1. STM32定时器概述**

STM32单片机内置了多种定时器外设，它们能够精确控制时间和事件，在各种应用中发挥着至关重要的作用。这些定时器具有灵活的配置选项，支持多种工作模式，包括PWM输出、输入捕获和输出比较。

本章将介绍STM32定时器的基本概念和功能，包括定时器寄存器的结构、不同的定时器模式以及定时器中断处理机制。通过理解这些基础知识，开发者可以充分利用STM32定时器的强大功能，实现精确的时间控制和事件管理。

# 2. STM32定时器编程基础

### 2.1 定时器寄存器结构

STM32定时器具有丰富的寄存器结构，用于配置和控制定时器功能。主要寄存器包括：

- **TIMx_CR1**：控制寄存器1，用于配置定时器模式、时钟源、预分频和触发源。
- **TIMx_CR2**：控制寄存器2，用于配置触发极性、预装载使能、更新事件和复位模式。
- **TIMx_PSC**：预分频寄存器，用于设置定时器时钟的预分频值。
- **TIMx_ARR**：自动重装载寄存器，用于设置定时器计数上限。
- **TIMx_CNT**：计数器寄存器，用于存储当前计数值。
- **TIMx_CCR1** 到 **TIMx_CCR4**：比较/捕获寄存器，用于设置比较或捕获值。

### 2.2 定时器配置和初始化

要配置和初始化STM32定时器，需要遵循以下步骤：

1. **时钟使能：**首先，需要使能定时器时钟。这可以通过修改RCC寄存器实现。
2. **模式配置：**使用TIMx_CR1寄存器配置定时器模式，例如向上计数、向下计数或中心对齐模式。
3. **时钟源选择：**使用TIMx_CR1寄存器选择定时器时钟源，例如内部时钟、外部时钟或触发输入。
4. **预分频设置：**使用TIMx_PSC寄存器设置定时器时钟的预分频值，以降低定时器频率。
5. **自动重装载值设置：**使用TIMx_ARR寄存器设置定时器计数上限，当计数器达到此值时，计数器将自动重装载。

**代码示例：**

// 使能定时器2时钟
RCC->APB1ENR1 |= RCC_APB1ENR1_TIM2EN;

// 配置定时器2为向上计数模式
TIM2->CR1 &= ~TIM_CR1_DIR;

// 选择内部时钟作为时钟源
TIM2->CR1 &= ~TIM_CR1_CMS;

// 设置预分频值为1000
TIM2->PSC = 1000;

// 设置自动重装载值为10000
TIM2->ARR = 10000;

### 2.3 定时器中断处理

STM32定时器支持中断，当定时器计数器达到指定值或发生其他事件时，会触发中断。中断处理程序通常用于执行特定的任务，例如更新变量或控制外设。

要配置定时器中断，需要遵循以下步骤：

1. **中断使能：**使用TIMx_DIER寄存器使能所需的定时器中断。
2. **中断优先级设置：**使用NVIC寄存器设置定时器中断的优先级。
3. **中断处理程序定义：**定义定时器中断处理程序，并在其中编写所需的代码。

**代码示例：**

// 使能定时器2更新中断
TIM2->DIER |= TIM_DIER_UIE;

// 设置定时器2更新中断优先级为1
NVIC_SetPriority(TIM2_IRQn, 1);

// 定义定时器2更新中断处理程序
void TIM2_IRQHandler(void)
{
    // 清除中断标志位
    TIM2->SR &= ~TIM_SR_UIF;

    // 执行特定任务
    // ...
}

# 3. STM32定时器高级应用

STM32定时器除了基本的时间测量和中断功能外，还提供了丰富的功能，可以实现更复杂的应用。本章节将介绍定时器的PWM输出、输入捕获和输出比较功能，以及如何在实际项目中应用这些功能。

### 3.1 PWM输出

PWM（脉冲宽度调制）是一种通过改变脉冲宽度来控制输出电平的技术。STM32定时器支持PWM输出，可以用来控制电机速度、LED亮度、音频播放等。

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