STM32定时器使用指南：时间管理大师，让你的项目更精准

# 1. STM32 定时器概述**

STM32 微控制器系列配备了功能强大的定时器外设，可用于精确的时间管理和事件控制。这些定时器具有各种模式和功能，使开发人员能够创建定制的计时和控制解决方案，以满足各种应用需求。

本指南将深入探讨 STM32 定时器的架构、配置和编程，指导开发人员充分利用这些外设的强大功能。通过了解定时器的基本原理、高级功能和实际应用，开发人员可以创建高效、可靠且精确的嵌入式系统。

# 2. STM32 定时器编程基础

### 2.1 定时器模块结构

STM32 定时器是一个功能强大的外设，用于生成精确的时间间隔和事件。它由多个模块组成，每个模块具有不同的功能：

- **计数器：**用于计数外部事件或内部时钟脉冲。
- **预分频器：**用于分频时钟信号，以降低计数器的时钟频率。
- **比较器：**用于将计数器的值与预设值进行比较，并生成中断或输出信号。
- **捕获/比较单元：**用于捕获外部事件的时间戳，或生成比较输出信号。
- **自动重装载寄存器：**用于在计数器达到预设值时自动重装载计数器值。
- **控制寄存器：**用于配置和控制定时器模块的各个方面。

### 2.2 定时器配置与控制

#### 2.2.1 定时器模式选择

STM32 定时器支持多种模式，包括：

- **向上计数模式：**计数器从 0 开始向上计数，直到达到预设值。
- **向下计数模式：**计数器从预设值开始向下计数，直到达到 0。
- **中心对齐模式：**计数器从预设值的一半开始计数，向上或向下计数，直到达到预设值。

#### 2.2.2 定时器时钟源选择

STM32 定时器可以从多种时钟源获取时钟信号，包括：

- **APB1 时钟：**用于低功耗应用。
- **APB2 时钟：**用于高性能应用。
- **内部时钟：**用于生成精确的时间间隔。
- **外部时钟：**用于同步定时器与外部事件。

#### 2.2.3 定时器计数器配置

定时器计数器配置涉及设置预分频器和自动重装载寄存器。预分频器用于分频时钟信号，以降低计数器的时钟频率。自动重装载寄存器用于在计数器达到预设值时自动重装载计数器值。

// 配置 TIM2 的计数器
RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_TIM2EN;  // 使能 TIM2 时钟
TIM2->PSC = 7999;  // 设置预分频器为 8000
TIM2->ARR = 9999;  // 设置自动重装载寄存器为 10000

#### 2.2.4 定时器中断配置

STM32 定时器支持多种中断，包括：

- **更新中断：**在计数器达到预设值时触发。
- **捕获/比较中断：**在捕获/比较单元捕获外部事件或比较计数器值时触发。
- **触发中断：**在触发事件发生时触发。

// 配置 TIM2 的更新中断
NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);  // 使能 TIM2 中断
TIM2->DIER |= TIM_DIER_UIE;  // 使能更新中断

### 2.3 定时器事件处理

定时器事件处理涉及响应定时器中断或轮询定时器状态寄存器。当发生定时器事件时，应用程序可以执行相应的操作，例如更新显示、控制电机或采集数据。

// TIM2 中断处理程序
void TIM2_IRQHandler(void)
{
    // 检查更新中断标志
    if (TIM2->SR & TIM_SR_UIF) {
        // 执行更新中断处理操作
        TIM2->SR &= ~TIM_SR_UIF;  // 清除更新中断标志
    }
}

# 3.1 定时器捕获/比较功能

#### 3.1.1 捕获模式

**概念：**

捕获模式允许定时器捕捉外部事件的发生时间。当外部信号触发定时器输入捕获（IC）引脚时，定时器会将当前计数器值存储在指定的捕获寄存器中。

**配置：**

1. 选择捕获模式（IC1/IC2/IC3/IC4）
2. 选择捕获触发源（上升沿、下降沿、上升/下降沿）
3. 选择捕获滤波器（可用于消除噪声）
4. 启用捕获中断（可选）

**应用：**

* 测量外部信号的周期和频率
* 测量外部信号的脉冲宽度
* 同步多个定时器

**代码示例：**

// 配置定时器 2 通道 1 为捕获模式
TIM2->CCMR1 |= TIM_CCMR1_CC1S_0; // 选择 IC1 模式
TIM2->CCER |= TIM_CCER_CC1E; // 启用捕获

#### 3.1.2 比较模式

**概念：**

比较模式允许定时器将当前计数器值与预定义的比较值进行比较。当计数器值等于或大于比较值时，定时器会触发中断或输出信号。

**配置：**

1. 选择比较模式（OC1/OC2/OC3/OC4）
2. 设置比较值（CCR1/CCR2/CCR3/CCR4）
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