單芯片解決方案，開啟全新體驗(yàn)——W55MH32 高性能以太網(wǎng)單片機(jī)

W55MH32是WIZnet重磅推出的高性能以太網(wǎng)單片機(jī)，它為用戶帶來前所未有的集成化體驗(yàn)。這顆芯片將強(qiáng)大的組件集于一身，具體來說，一顆W55MH32內(nèi)置高性能Arm? Cortex-M3核心，其主頻最高可達(dá)216MHz；配備1024KB FLASH與96KB SRAM，滿足存儲與數(shù)據(jù)處理需求；集成TOE引擎，包含WIZnet全硬件TCP/IP協(xié)議棧、內(nèi)置MAC以及PHY，擁有獨(dú)立的32KB以太網(wǎng)收發(fā)緩存，可供8個獨(dú)立硬件socket使用。如此配置，真正實(shí)現(xiàn)了All-in-One解決方案，為開發(fā)者提供極大便利。

在封裝規(guī)格上，W55MH32 提供了兩種選擇：QFN68和QFN100。

W55MH32Q采用QFN68封裝版本，尺寸為8x8mm，它擁有36個GPIO、3個ADC、12通道DMA、17個定時器、2個I2C、3個串口、2個SPI接口（其中1個帶I2S接口復(fù)用）、1個CAN以及1個USB2.0。在保持與同系列其他版本一致的核心性能基礎(chǔ)上，僅減少了部分GPIO以及SDIO接口，其他參數(shù)保持一致，性價比優(yōu)勢顯著，尤其適合網(wǎng)關(guān)模組等對空間布局要求較高的場景。緊湊的尺寸和精簡化外設(shè)配置，使其能夠在有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效的網(wǎng)絡(luò)連接與數(shù)據(jù)交互，成為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、邊緣計算節(jié)點(diǎn)等緊湊型設(shè)備的理想選擇。 同系列還有QFN100封裝的W55MH32L版本，該版本擁有更豐富的外設(shè)資源，適用于需要多接口擴(kuò)展的復(fù)雜工控場景，軟件使用方法一致。

此外，本W(wǎng)55MH32支持硬件加密算法單元，WIZnet還推出TOE+SSL應(yīng)用，涵蓋TCP SSL、HTTP SSL以及MQTT SSL等，為網(wǎng)絡(luò)通信安全再添保障。

為助力開發(fā)者快速上手與深入開發(fā)，基于W55MH32Q這顆芯片，WIZnet精心打造了配套開發(fā)板。開發(fā)板集成WIZ-Link芯片，借助一根USB C口數(shù)據(jù)線，就能輕松實(shí)現(xiàn)調(diào)試、下載以及串口打印日志等功能。開發(fā)板將所有外設(shè)全部引出，拓展功能也大幅提升，便于開發(fā)者全面評估芯片性能。

第十一章 通用定時器（上篇）

W55MH32的通用定時器為TIM2~TIM5/TIM9~TIM14，由于篇幅有限，這里我們講解TIM2~TIM5的相關(guān)功能，對于通用定時器TIM9~TIM14，感興趣的朋友查閱《W55MH32參考手冊》使用方法一致，功能上存在些許差異，掌握了方法之后都是一通百通的。

本章分為如下幾個小節(jié)：

1 通用定時器概述

2 程序設(shè)計

3 下載驗(yàn)證

1 通用定時器概述

1.1 通用定時器簡介

通用定時器是一個通過可編程預(yù)分頻器驅(qū)動的 16 位自動裝載計數(shù)器構(gòu)成。它適用于多種場合，包括測量輸入信號的脈沖長度(輸入捕獲)或者產(chǎn)生輸出波形(輸出比較和PWM)。使用定時器預(yù)分頻器和 RCC 時鐘控制器預(yù)分頻器，脈沖長度和波形周期可以在幾個微秒到幾個 毫秒間調(diào)整。每個定時器都是完全獨(dú)立的，沒有互相共享任何資源。

1.2 主要功能

通用TIMx (TIM2、TIM3、TIM4和TIM5)定時器功能包括：

?16位向上、向下、向上/向下自動裝載計數(shù)器

?16位可編程(可以實(shí)時修改)預(yù)分頻器，計數(shù)器時鐘頻率的分頻系數(shù)為1～65536之間的任意 數(shù)值

?4個獨(dú)立通道：

······輸入捕獲

······輸出比較

······PWM生成(邊緣或中間對齊模式)

······單脈沖模式輸出

?使用外部信號控制定時器和定時器互連的同步電路

?如下事件發(fā)生時產(chǎn)生中斷/DMA：

······更新：計數(shù)器向上溢出/向下溢出，計數(shù)器初始化(通過軟件或者內(nèi)部/外部觸發(fā))

······觸發(fā)事件(計數(shù)器啟動、停止、初始化或者由內(nèi)部/外部觸發(fā)計數(shù))

······輸入捕獲

······輸出比較

?支持針對定位的增量(正交)編碼器和霍爾傳感器電路

?觸發(fā)輸入作為外部時鐘或者按周期的電流管理

通用定時器框圖如下：

1.3 功能描述

1.3.1時基單元

可編程通用定時器的主要部分是一個16位計數(shù)器和與其相關(guān)的自動裝載寄存器。這個計數(shù)器可以向上計數(shù)、向下計數(shù)或者向上向下雙向計數(shù)。此計數(shù)器時鐘由預(yù)分頻器分頻得到。

計數(shù)器、自動裝載寄存器和預(yù)分頻器寄存器可以由軟件讀寫，在計數(shù)器運(yùn)行時仍可以讀寫。時基單元包含：

?計數(shù)器寄存器(TIMx_CNT)

?預(yù)分頻器寄存器 (TIMx_PSC)

?自動裝載寄存器 (TIMx_ARR)

自動裝載寄存器是預(yù)先裝載的，寫或讀自動重裝載寄存器將訪問預(yù)裝載寄存器。根據(jù)在 TIMx_CR1寄存器中的自動裝載預(yù)裝載使能位(ARPE)的設(shè)置，預(yù)裝載寄存器的內(nèi)容被立即或在 每次的更新事件UEV時傳送到影子寄存器。當(dāng)計數(shù)器達(dá)到溢出條件(向下計數(shù)時的下溢條件)并當(dāng) TIMx_CR1寄存器中的UDIS位等于'0'時，產(chǎn)生更新事件。更新事件也可以由軟件產(chǎn)生。隨后會詳細(xì)描述每一種配置下更新事件的產(chǎn)生。

計數(shù)器由預(yù)分頻器的時鐘輸出CK_CNT驅(qū)動，僅當(dāng)設(shè)置了計數(shù)器TIMx_CR1寄存器中的計數(shù)器使能位(CEN)時，CK_CNT才有效。(有關(guān)計數(shù)器使能的細(xì)節(jié)，請參見控制器的從模式描述)。

注：真正的計數(shù)器使能信號CNT_EN是在CEN的一個時鐘周期后被設(shè)置。

預(yù)分頻器描述

預(yù)分頻器可以將計數(shù)器的時鐘頻率按1到65536之間的任意值分頻。它是基于一個(在TIMx_PSC 寄存器中的)16位寄存器控制的16位計數(shù)器。這個控制寄存器帶有緩沖器，它能夠在工作時被改 變。新的預(yù)分頻器參數(shù)在下一次更新事件到來時被采用。

下面出了在預(yù)分頻器運(yùn)行時，更改計數(shù)器參數(shù)的例子：

當(dāng)預(yù)分頻器的參數(shù)從1變到2時，計數(shù)器的時序圖

當(dāng)預(yù)分頻器的參數(shù)從1變到4時，計數(shù)器的時序圖

1.3.2計數(shù)器模式

向上計數(shù)模式

在向上計數(shù)模式中，計數(shù)器從0計數(shù)到自動加載值(TIMx_ARR計數(shù)器的內(nèi)容)，然后重新從0開始 計數(shù)并且產(chǎn)生一個計數(shù)器溢出事件。

每次計數(shù)器溢出時可以產(chǎn)生更新事件，在TIMx_EGR寄存器中(通過軟件方式或者使用從模式控 制器)設(shè)置UG位也同樣可以產(chǎn)生一個更新事件。

設(shè)置TIMx_CR1寄存器中的UDIS位，可以禁止更新事件；這樣可以避免在向預(yù)裝載寄存器中寫 入新值時更新影子寄存器。在UDIS位被清'0'之前，將不產(chǎn)生更新事件。但是在應(yīng)該產(chǎn)生更新事 件時，計數(shù)器仍會被清'0'，同時預(yù)分頻器的計數(shù)也被請0(但預(yù)分頻系數(shù)不變)。此外，如果設(shè)置 了TIMx_CR1寄存器中的URS位(選擇更新請求)，設(shè)置UG位將產(chǎn)生一個更新事件UEV，但硬件 不設(shè)置UIF標(biāo)志(即不產(chǎn)生中斷或DMA請求)；這是為了避免在捕獲模式下清除計數(shù)器時，同時產(chǎn) 生更新和捕獲中斷。

當(dāng)發(fā)生一個更新事件時，所有的寄存器都被更新，硬件同時(依據(jù)URS位)設(shè)置更新標(biāo)志位 (TIMx_SR寄存器中的UIF位)。

?預(yù)分頻器的緩沖區(qū)被置入預(yù)裝載寄存器的值(TIMx_PSC寄存器的內(nèi)容)。

?自動裝載影子寄存器被重新置入預(yù)裝載寄存器的值(TIMx_ARR)。

下圖給出一些例子，當(dāng)TIMx_ARR=0x36時計數(shù)器在不同時鐘頻率下的動作：

計數(shù)器時序圖，內(nèi)部時鐘分頻因子為1

計數(shù)器時序圖，內(nèi)部時鐘分頻因子為2

計數(shù)器時序圖，內(nèi)部時鐘分頻因子為4

計數(shù)器時序圖，內(nèi)部時鐘分頻因子為N

計數(shù)器時序圖，當(dāng)ARPE=0時的更新事件(TIMx_ARR沒有預(yù)裝入)

計數(shù)器時序圖，當(dāng)ARPE=1時的更新事件(預(yù)裝入了TIMx_ARR)

向下計數(shù)模式

在向下模式中，計數(shù)器從自動裝入的值(TIMx_ARR計數(shù)器的值)開始向下計數(shù)到0，然后從自動 裝入的值重新開始并且產(chǎn)生一個計數(shù)器向下溢出事件。

每次計數(shù)器溢出時可以產(chǎn)生更新事件，在TIMx_EGR寄存器中(通過軟件方式或者使用從模式控 制器)設(shè)置UG位，也同樣可以產(chǎn)生一個更新事件。

設(shè)置TIMx_CR1寄存器的UDIS位可以禁止UEV事件。這樣可以避免向預(yù)裝載寄存器中寫入新值 時更新影子寄存器。因此UDIS位被清為'0'之前不會產(chǎn)生更新事件。然而，計數(shù)器仍會從當(dāng)前自 動加載值重新開始計數(shù)，同時預(yù)分頻器的計數(shù)器重新從0開始(但預(yù)分頻系數(shù)不變)。

此外，如果設(shè)置了TIMx_CR1寄存器中的URS位(選擇更新請求) ，設(shè)置UG位將產(chǎn)生一個更新事 件UEV但不設(shè)置UIF標(biāo)志(因此不產(chǎn)生中斷和DMA請求)，這是為了避免在發(fā)生捕獲事件并清除計 數(shù)器時，同時產(chǎn)生更新和捕獲中斷。

當(dāng)發(fā)生更新事件時，所有的寄存器都被更新，并且(根據(jù)URS位的設(shè)置)更新標(biāo)志位(TIMx_SR寄 存器中的UIF位)也被設(shè)置。

?預(yù)分頻器的緩存器被置入預(yù)裝載寄存器的值(TIMx_PSC寄存器的值)。

?當(dāng)前的自動加載寄存器被更新為預(yù)裝載值(TIMx_ARR寄存器中的內(nèi)容) 。

注：自動裝載在計 數(shù)器重載入之前被更新，因此下一個周期將是預(yù)期的值。

以下是一些當(dāng)TIMx_ARR=0x36時，計數(shù)器在不同時鐘頻率下的操作例子。

計數(shù)器時序圖，內(nèi)部時鐘分頻因子為1

計數(shù)器時序圖，內(nèi)部時鐘分頻因子為2

計數(shù)器時序圖，內(nèi)部時鐘分頻因子為4

計數(shù)器時序圖，內(nèi)部時鐘分頻因子為N

計數(shù)器時序圖，當(dāng)沒有使用重復(fù)計數(shù)器時的更新事件

中央對齊模式(向上/向下計數(shù))

在中央對齊模式，計數(shù)器從0開始計數(shù)到自動加載的值(TIMx_ARR寄存器)-1，產(chǎn)生一個計數(shù)器 溢出事件，然后向下計數(shù)到1并且產(chǎn)生一個計數(shù)器下溢事件；然后再從0開始重新計數(shù)。

在這個模式，不能寫入TIMx_CR1中的DIR方向位。它由硬件更新并指示當(dāng)前的計數(shù)方向。

可以在每次計數(shù)上溢和每次計數(shù)下溢時產(chǎn)生更新事件；也可以通過(軟件或者使用從模式控制器) 設(shè)置TIMx_EGR寄存器中的UG位產(chǎn)生更新事件。然后，計數(shù)器重新從0開始計數(shù)，預(yù)分頻器也 重新從0開始計數(shù)。

設(shè)置TIMx_CR1寄存器中的UDIS位可以禁止UEV事件。這樣可以避免在向預(yù)裝載寄存器中寫入 新值時更新影子寄存器。因此UDIS位被清為'0'之前不會產(chǎn)生更新事件。然而，計數(shù)器仍會根據(jù) 當(dāng)前自動重加載的值，繼續(xù)向上或向下計數(shù)。

此外，如果設(shè)置了TIMx_CR1寄存器中的URS位(選擇更新請求) ，設(shè)置UG位將產(chǎn)生一個更新事 件UEV但不設(shè)置UIF標(biāo)志(因此不產(chǎn)生中斷和DMA請求)，這是為了避免在發(fā)生捕獲事件并清除計 數(shù)器時，同時產(chǎn)生更新和捕獲中斷。

當(dāng)發(fā)生更新事件時，所有的寄存器都被更新，并且(根據(jù)URS位的設(shè)置)更新標(biāo)志位(TIMx_SR寄 存器中的UIF位)也被設(shè)置。

?預(yù)分頻器的緩存器被加載為預(yù)裝載(TIMx_PSC寄存器)的值。

?當(dāng)前的自動加載寄存器被更新為預(yù)裝載值(TIMx_ARR寄存器中的內(nèi)容)。

注：如果因?yàn)橛嫈?shù) 器溢出而產(chǎn)生更新，自動重裝載將在計數(shù)器重載入之前被更新，因此下一個周期將是預(yù)期 的值(計數(shù)器被裝載為新的值)。

以下是一些計數(shù)器在不同時鐘頻率下的操作的例子：

計數(shù)器時序圖，內(nèi)部時鐘分頻因子為1，TIMx_ARR=0x6

1.這里使用了中心對齊模式1。

計數(shù)器時序圖，內(nèi)部時鐘分頻因子為2

計數(shù)器時序圖，內(nèi)部時鐘分頻因子為4，TIMx_ARR=0x36

計數(shù)器時序圖，內(nèi)部時鐘分頻因子為N

計數(shù)器時序圖，ARPE=1時的更新事件(計數(shù)器下溢)

計數(shù)器時序圖，ARPE=1時的更新事件(計數(shù)器溢出)

1.3.3時鐘選擇

計數(shù)器時鐘可由下列時鐘源提供：

?內(nèi)部時鐘(CK_INT)

?外部時鐘模式1：外部輸入腳(TIx)

?外部時鐘模式2：外部觸發(fā)輸入(ETR)

?內(nèi)部觸發(fā)輸入(ITRx)：使用一個定時器作為另一個定時器的預(yù)分頻器，如可以配置一個定時器Timer1而作為另一個定時器Timer2的預(yù)分頻器。

內(nèi)部時鐘源(CK_INT)

如果禁止了從模式控制器(TIMx_SMCR寄存器的SMS=000)，則CEN 、DIR(TIMx_CR1寄存器) 和UG位(TIMx_EGR寄存器)是事實(shí)上的控制位，并且只能被軟件修改(UG位仍被自動清除)。只 要CEN位被寫成'1'，預(yù)分頻器的時鐘就由內(nèi)部時鐘CK_INT提供。

下圖顯示了控制電路和向上計數(shù)器在一般模式下，不帶預(yù)分頻器時的操作：

一般模式下的控制電路，內(nèi)部時鐘分頻因子為1

外部時鐘源模式1

當(dāng)TIMx_SMCR寄存器的SMS=111時，此模式被選中。計數(shù)器可以在選定輸入端的每個上升沿 或下降沿計數(shù)。

TI2外部時鐘連接例子

例如，要配置向上計數(shù)器在T12輸入端的上升沿計數(shù)，使用下列步驟：

1.配置TIMx_CCMR1寄存器CC2S='01'，配置通道2檢測TI2輸入的上升沿。

2.配置TIMx_CCMR1寄存器的IC2F[3:0]，選擇輸入濾波器帶寬(如果不需要濾波器，保持 IC2F=0000)。

注：捕獲預(yù)分頻器不用作觸發(fā)，所以不需要對它進(jìn)行配置。

3.配置TIMx_CCER寄存器的CC2P='0'，選定上升沿極性。

4.配置TIMx_SMCR寄存器的SMS='111'，選擇定時器外部時鐘模式1。

5.配置TIMx_SMCR寄存器中的TS='110'，選定TI2作為觸發(fā)輸入源。

6.設(shè)置TIMx_CR1寄存器的CEN='1'，啟動計數(shù)器。

當(dāng)上升沿出現(xiàn)在TI2，計數(shù)器計數(shù)一次，且TIF標(biāo)志被設(shè)置。

在TI2的上升沿和計數(shù)器實(shí)際時鐘之間的延時，取決于在TI2輸入端的重新同步電路。

外部時鐘模式1下的控制電路

外部時鐘源模式2

選定此模式的方法為：令TIMx_SMCR寄存器中的ECE=1 計數(shù)器能夠在外部觸發(fā)ETR的每一個上升沿或下降沿計數(shù)。 下圖是外部觸發(fā)輸入的框圖：

外部觸發(fā)輸入框圖

例如，要配置在ETR下每2個上升沿計數(shù)一次的向上計數(shù)器，使用下列步驟：

1.本例中不需要濾波器，置TIMx_SMCR寄存器中的ETF[3:0]=0000

2.設(shè)置預(yù)分頻器，置TIMx_SMCR寄存器中的ETPS[1:0]=01

3.設(shè)置在ETR的上升沿檢測，置TIMx_SMCR寄存器中的ETP=0

4.開啟外部時鐘模式2，置TIMx_SMCR寄存器中的ECE=1

5.啟動計數(shù)器，置TIMx_CR1寄存器中的CEN=1 計數(shù)器在每2個ETR上升沿計數(shù)一次。

在ETR的上升沿和計數(shù)器實(shí)際時鐘之間的延時取決于在ETRP信號端的重新同步電路。

外部時鐘模式2下的控制電路

1.3.4捕獲/比較通道

每一個捕獲/比較通道都是圍繞著一個捕獲/比較寄存器(包含影子寄存器)，包括捕獲的輸入部分

(數(shù)字濾波、多路復(fù)用和預(yù)分頻器)，和輸出部分(比較器和輸出控制)。 下面幾張圖是一個捕獲/比較通道概覽。

輸入部分對相應(yīng)的TIx輸入信號采樣，并產(chǎn)生一個濾波后的信號TIxF。然后，一個帶極性選擇的 邊緣檢測器產(chǎn)生一個信號(TIxFPx)，它可以作為從模式控制器的輸入觸發(fā)或者作為捕獲控制。該 信號通過預(yù)分頻進(jìn)入捕獲寄存器(ICxPS)。

捕獲/比較通道(如：通道1輸入部分)

輸出部分產(chǎn)生一個中間波形OCxRef(高有效)作為基準(zhǔn)，鏈的末端決定最終輸出信號的極性。

捕獲/比較通道1的主電路

捕獲/比較通道的輸出部分(通道1)

捕獲/比較模塊由一個預(yù)裝載寄存器和一個影子寄存器組成。讀寫過程僅操作預(yù)裝載寄存器。

在捕獲模式下，捕獲發(fā)生在影子寄存器上，然后再復(fù)制到預(yù)裝載寄存器中。

在比較模式下，預(yù)裝載寄存器的內(nèi)容被復(fù)制到影子寄存器中，然后影子寄存器的內(nèi)容和計數(shù)器進(jìn)行比較。

1.3.5輸入捕獲模式

在輸入捕獲模式下，當(dāng)檢測到ICx信號上相應(yīng)的邊沿后，計數(shù)器的當(dāng)前值被鎖存到捕獲/比較寄存 器(TIMx_CCRx)中。當(dāng)捕獲事件發(fā)生時，相應(yīng)的CCxIF標(biāo)志(TIMx_SR寄存器)被置'1'，如果使能 了中斷或者DMA操作， 則將產(chǎn)生中斷或者DMA操作。如果捕獲事件發(fā)生時CCxIF標(biāo)志已經(jīng)為 高，那么重復(fù)捕獲標(biāo)志CCxOF(TIMx_SR寄存器)被置'1'。寫CCxIF=0可清除CCxIF，或讀取存 儲在TIMx_CCRx寄存器中的捕獲數(shù)據(jù)也可清除CCxIF。寫CCxOF=0可清除CCxOF。

以下例子說明如何在TI1輸入的上升沿時捕獲計數(shù)器的值到TIMx_CCR1寄存器中，步驟如下：

?選擇有效輸入端：TIMx_CCR1必須連接到TI1輸入，所以寫入TIMx_CCR1寄存器中的 CC1S=01，只要CC1S不為'00'，通道被配置為輸入，并且TM1_CCR1寄存器變?yōu)橹蛔x。

?根據(jù)輸入信號的特點(diǎn)，配置輸入濾波器為所需的帶寬(即輸入為TIx時，輸入濾波器控制位是 TIMx_CCMRx寄存器中的ICxF位)。假設(shè)輸入信號在最多5個內(nèi)部時鐘周期的時間內(nèi)抖動， 我們須配置濾波器的帶寬長于5個時鐘周期。因此我們可以(以fDTS頻率)連續(xù)采樣8次，以確 認(rèn)在TI1上一次真實(shí)的邊沿變換，即在TIMx_CCMR1寄存器中寫入IC1F=0011。

?選擇TI1通道的有效轉(zhuǎn)換邊沿，在TIMx_CCER寄存器中寫入CC1P=0(上升沿)。

?配置輸入預(yù)分頻器。在本例中，我們希望捕獲發(fā)生在每一個有效的電平轉(zhuǎn)換時刻，因此預(yù)分頻器被禁止(寫TIMx_CCMR1寄存器的IC1PS=00)。

?設(shè)置TIMx_CCER寄存器的CC1E=1，允許捕獲計數(shù)器的值到捕獲寄存器中。

?如果需要，通過設(shè)置TIMx_DIER寄存器中的CC1IE位允許相關(guān)中斷請求，通過設(shè)置 TIMx_DIER寄存器中的CC1DE位允許DMA請求。

當(dāng)發(fā)生一個輸入捕獲時：

?產(chǎn)生有效的電平轉(zhuǎn)換時，計數(shù)器的值被傳送到TIMx_CCR1寄存器。

?CC1IF標(biāo)志被設(shè)置(中斷標(biāo)志)。當(dāng)發(fā)生至少2個連續(xù)的捕獲時，而CC1IF未曾被清除， CC1OF也被置'1'。

?如設(shè)置了CC1IE位，則會產(chǎn)生一個中斷。

?如設(shè)置了CC1DE位，則還會產(chǎn)生一個DMA請求。

為了處理捕獲溢出，建議在讀出捕獲溢出標(biāo)志之前讀取數(shù)據(jù)，這是為了避免丟失在讀出捕獲溢出標(biāo)志之后和讀取數(shù)據(jù)之前可能產(chǎn)生的捕獲溢出信息。

注：設(shè)置TIMx_EGR寄存器中相應(yīng)的CCxG位，可以通過軟件產(chǎn)生輸入捕獲中斷和/或DMA請求。

1.3.6PWM輸入模式

該模式是輸入捕獲模式的一個特例，除下列區(qū)別外，操作與輸入捕獲模式相同：

?兩個ICx信號被映射至同一個TIx輸入。

?這2個ICx信號為邊沿有效，但是極性相反。

?其中一個TIxFP信號被作為觸發(fā)輸入信號，而從模式控制器被配置成復(fù)位模式。

例如，你需要測量輸入到TI1上的PWM信號的長度(TIMx_CCR1寄存器)和占空比(TIMx_CCR2 寄存器)，具體步驟如下(取決于CK_INT的頻率和預(yù)分頻器的值)。

?選擇TIMx_CCR1的有效輸入：置TIMx_CCMR1寄存器的CC1S=01(選擇TI1)。

?選擇TI1FP1的有效極性(用來捕獲數(shù)據(jù)到TIMx_CCR1中和清除計數(shù)器)：置CC1P=0(上升沿 有效)。

?選擇TIMx_CCR2的有效輸入：置TIMx_CCMR1寄存器的CC2S=10(選擇TI1)。

?選擇TI1FP2的有效極性(捕獲數(shù)據(jù)到TIMx_CCR2)：置CC2P=1(下降沿有效)。

?選擇有效的觸發(fā)輸入信號：置TIMx_SMCR寄存器中的TS=101(選擇TI1FP1)。

?配置從模式控制器為復(fù)位模式：置TIMx_SMCR中的SMS=100。

?使能捕獲：置TIMx_CCER寄存器中CC1E=1且CC2E=1。

PWM輸入模式時序

由于只有TI1FP1 和TI2FP2 連到了從模式控制器 ，所以 PWM 輸入模式只能使用TIMx_CH1 /TIMx_CH2信號。

1.3.7強(qiáng)置輸出模式

在輸出模式(TIMx_CCMRx寄存器中CCxS=00)下，輸出比較信號(OCxREF和相應(yīng)的OCx)能夠 直接由軟件強(qiáng)置為有效或無效狀態(tài)，而不依賴于輸出比較寄存器和計數(shù)器間的比較結(jié)果。

置TIMx_CCMRx寄存器中相應(yīng)的OCxM=101，即可強(qiáng)置輸出比較信號(OCxREF/OCx)為有效狀 態(tài)。這樣OCxREF被強(qiáng)置為高電平(OCxREF始終為高電平有效)，同時OCx得到CCxP極性位相 反的值。

例如：CCxP=0(OCx高電平有效)，則OCx被強(qiáng)置為高電平。

置TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM=100，可強(qiáng)置OCxREF信號為低。

該模式下，在TIMx_CCRx影子寄存器和計數(shù)器之間的比較仍然在進(jìn)行，相應(yīng)的標(biāo)志也會被修改。因此仍然會產(chǎn)生相應(yīng)的中斷和DMA請求。這將會在下面的輸出比較模式一節(jié)中介紹。

1.3.8輸出比較模式

此項(xiàng)功能是用來控制一個輸出波形，或者指示一段給定的的時間已經(jīng)到時。當(dāng)計數(shù)器與捕獲/比較寄存器的內(nèi)容相同時，輸出比較功能做如下操作：

?將輸出比較模式(TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM位)和輸出極性(TIMx_CCER寄存器中的 CCxP位)定義的值輸出到對應(yīng)的引腳上。在比較匹配時，輸出引腳可以保持它的電平(OCxM=000)、被設(shè)置成有效電平(OCxM=001)、被設(shè)置成無效電平(OCxM=010)或進(jìn)行翻轉(zhuǎn)(OCxM=011)。

?設(shè)置中斷狀態(tài)寄存器中的標(biāo)志位(TIMx_SR寄存器中的CCxIF位)。

?若設(shè)置了相應(yīng)的中斷屏蔽(TIMx_DIER寄存器中的CCxIE位)，則產(chǎn)生一個中斷。

?若設(shè)置了相應(yīng)的使能位(TIMx_DIER寄存器中的CCxDE位，TIMx_CR2寄存器中的CCDS位 選擇DMA請求功能)，則產(chǎn)生一個DMA請求。

TIMx_CCMRx中的OCxPE位選擇TIMx_CCRx寄存器是否需要使用預(yù)裝載寄存器。 在輸出比較模式下，更新事件UEV對OCxREF和OCx輸出沒有影響。

同步的精度可以達(dá)到計數(shù)器的一個計數(shù)周期。輸出比較模式(在單脈沖模式下)也能用來輸出一個 單脈沖。

輸出比較模式的配置步驟：

1.選擇計數(shù)器時鐘(內(nèi)部，外部，預(yù)分頻器)

2.將相應(yīng)的數(shù)據(jù)寫入TIMx_ARR和TIMx_CCRx寄存器中

3.如果要產(chǎn)生一個中斷請求和/或一個DMA請求，設(shè)置CCxIE位和/或CCxDE位。

4.選擇輸出模式，例如當(dāng)計數(shù)器CNT與CCRx匹配時翻轉(zhuǎn)OCx的輸出引腳，CCRx預(yù)裝載未 用，開啟OCx輸出且高電平有效，則必須設(shè)置OCxM='011' 、OCxPE='0' 、CCxP='0'和 CCxE='1'。

5.設(shè)置TIMx_CR1寄存器的CEN位啟動計數(shù)器

TIMx_CCRx寄存器能夠在任何時候通過軟件進(jìn)行更新以控制輸出波形，條件是未使用預(yù)裝載寄 存器(OCxPE='0'，否則TIMx_CCRx影子寄存器只能在發(fā)生下一次更新事件時被更新)。下圖給出了一個例子：

輸出比較模式，翻轉(zhuǎn)OC1

1.3.9PWM 模式

脈沖寬度調(diào)制模式可以產(chǎn)生一個由TIMx_ARR寄存器確定頻率、由TIMx_CCRx寄存器確定占空比的信號。

在TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM位寫入'110'(PWM模式1)或'111'(PWM模式2)，能夠獨(dú)立地設(shè) 置每個OCx輸出通道產(chǎn)生一路PWM。必須設(shè)置TIMx_CCMRx寄存器OCxPE位以使能相應(yīng)的預(yù) 裝載寄存器，最后還要設(shè)置TIMx_CR1寄存器的ARPE位，(在向上計數(shù)或中心對稱模式中)使能 自動重裝載的預(yù)裝載寄存器。

僅當(dāng)發(fā)生一個更新事件的時候，預(yù)裝載寄存器才能被傳送到影子寄存器，因此在計數(shù)器開始計數(shù)之前，必須通過設(shè)置TIMx_EGR寄存器中的UG位來初始化所有的寄存器。

OCx的極性可以通過軟件在TIMx_CCER寄存器中的CCxP位設(shè)置，它可以設(shè)置為高電平有效或 低電平有效。TIMx_CCER寄存器中的CCxE位控制OCx輸出使能。詳見TIMx_CCERx寄存器的 描述。

在PWM模式(模式1或模式2)下，TIMx_CNT和TIMx_CCRx始終在進(jìn)行比較，(依據(jù)計數(shù)器的計數(shù) 方向) 以確定是否符合TIMx_CCRx ≤ TIMx_CNT 或者TIMx_CNT ≤ TIMx_CCRx 。然而 為了與 OCREF_CLR的功能(在下一個PWM周期之前， ETR信號上的一個外部事件能夠清除OCxREF) 一致，OCxREF信號只能在下述條件下產(chǎn)生：

l當(dāng)比較的結(jié)果改變

l當(dāng)輸出比較模式(TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM位)從“凍結(jié)”(無比較，OCxM='000')切換到某個PWM模式(OCxM='110'或'111')。

這樣在運(yùn)行中可以通過軟件強(qiáng)置PWM輸出。

根據(jù)TIMx_CR1寄存器中CMS位的狀態(tài)，定時器能夠產(chǎn)生邊沿對齊的PWM信號或中央對齊的 PWM信號。

PWM 邊沿對齊模式

向上計數(shù)配置

當(dāng)TIMx_CR1寄存器中的DIR位為低的時候執(zhí)行向上計數(shù)。參看0節(jié)。

下面是一個PWM模式1的例子。當(dāng)TIMx_CNT

如果比較值為0，則OCxREF保持為'0' 。 下圖為TIMx_ARR=8時邊沿對齊的PWM波形實(shí)例。：

邊沿對齊的PWM波形(ARR=8)

向下計數(shù)的配置

當(dāng)TIMx_CR1寄存器的DIR位為高時執(zhí)行向下計數(shù)。

在 PWM 模式 1 ，當(dāng) TIMx_CNT>TIMx_CCRx 時參考信號 OCxREF 為低，否 則為高。 如果 TIMx_CCRx中的比較值大于TIMx_ARR中的自動重裝載值，則OCxREF保持為'1'。該模式下不 能產(chǎn)生0％的PWM波形。

PWM 中央對齊模式

當(dāng)TIMx_CR1寄存器中的CMS位不為'00'時，為中央對齊模式(所有其他的配置對OCxREF/OCx 信號都有相同的作用)。根據(jù)不同的CMS位設(shè)置，比較標(biāo)志可以在計數(shù)器向上計數(shù)時被置'1'、在 計數(shù)器向下計數(shù)時被置'1'、或在計數(shù)器向上和向下計數(shù)時被置'1' 。TIMx_CR1寄存器中的計數(shù)方節(jié)的中央對齊模式。

下圖給出了一些中央對齊的PWM波形的例子：

?TIMx_ARR=8

?PWM模式1

?TIMx_CR1寄存器中的CMS=01，在中央對齊模式1時，當(dāng)計數(shù)器向下計數(shù)時設(shè)置比較標(biāo) 志。

中央對齊的PWM波形(APR=8)

使用中央對齊模式的提示：

進(jìn)入中央對齊模式時，使用當(dāng)前的向上/向下計數(shù)配置；這就意味著計數(shù)器向上還是向下計 數(shù)取決于TIMx_CR1寄存器中DIR位的當(dāng)前值。此外，軟件不能同時修改DIR和CMS位。

不推薦當(dāng)運(yùn)行在中央對齊模式時改寫計數(shù)器，因?yàn)檫@會產(chǎn)生不可預(yù)知的結(jié)果。特別地：

如果寫入計數(shù)器的值大于自動重加載的值(TIMx_CNT>TIMx_ARR)，則方向不會被更新。例如，如果計數(shù)器正在向上計數(shù)，它就會繼續(xù)向上計數(shù)。

如果將0或者TIMx_ARR的值寫入計數(shù)器，方向被更新，但不產(chǎn)生更新事件UEV。

使用中央對齊模式最保險的方法，就是在啟動計數(shù)器之前產(chǎn)生一個軟件更新(設(shè)置 TIMx_EGR 位中的UG位)，不要在計數(shù)進(jìn)行過程中修改計數(shù)器的值。

1.3.10單脈沖模式

單脈沖模式(OPM)是前述眾多模式的一個特例。這種模式允許計數(shù)器響應(yīng)一個激勵，并在一個程序可控的延時之后，產(chǎn)生一個脈寬可程序控制的脈沖。

可以通過從模式控制器啟動計數(shù)器，在輸出比較模式或者 PWM 模式下產(chǎn)生波形。設(shè)置 TIMx_CR1寄存器中的OPM位將選擇單脈沖模式，這樣可以讓計數(shù)器自動地在產(chǎn)生下一個更新事件UEV時停止。

僅當(dāng)比較值與計數(shù)器的初始值不同時，才能產(chǎn)生一個脈沖。啟動之前(當(dāng)定時器正在等待觸發(fā))， 必須如下配置：

向上計數(shù)方式：CNT < CCRx ≤ ARR (特別地，0 < CCRx)，

向下計數(shù)方式：CNT > CCRx。

單脈沖模式的例子

例如，你需要在從TI2輸入腳上檢測到一個上升沿開始，延遲tDELAY之后，在OC1上產(chǎn)生一個長

度為tPULSE 的正脈沖。

假定TI2FP2作為觸發(fā)1:

?置TIMx_CCMR1寄存器中的CC2S='01'，把TI2FP2映像到TI2。

?置TIMx_CCER寄存器中的CC2P='0'，使TI2FP2能夠檢測上升沿。

?置TIMx_SMCR寄存器中的TS='110' ，TI2FP2作為從模式控制器的觸發(fā)(TRGI)。

?置TIMx_SMCR寄存器中的SMS='110'(觸發(fā)模式)，TI2FP2被用來啟動計數(shù)器。 OPM波形由寫入比較寄存器的數(shù)值決定(要考慮時鐘頻率和計數(shù)器預(yù)分頻器)

?tDELAY 由寫入TIMx_CCR1寄存器中的值定義。

?tPULSE 由自動裝載值和比較值之間的差值定義(TIMx_ARR - TIMx_CCR1)。

?假定當(dāng)發(fā)生比較匹配時要產(chǎn)生從'0'到'1'的波形，當(dāng)計數(shù)器到達(dá)預(yù)裝載值時要產(chǎn)生一個從'1' 到'0'的波形；首先要置TIMx_CCMR1寄存器的OC1M='111'，進(jìn)入PWM模式2；根據(jù)需要有 選擇地使能預(yù)裝載寄存器：置TIMx_CCMR1中的OC1PE='1'和TIMx_CR1寄存器中的ARPE；然后在TIMx_CCR1寄存器中填寫比較值，在TIMx_ARR寄存器中填寫自動裝載值，修改UG位來產(chǎn)生一個更新事件，然后等待在TI2上的一個外部觸發(fā)事件。本例中， CC1P='0'。

在這個例子中，TIMx_CR1寄存器中的DIR和CMS位應(yīng)該置低。

因?yàn)橹恍枰粋€脈沖，所以必須設(shè)置TIMx_CR1寄存器中的OPM='1'，在下一個更新事件(當(dāng)計數(shù) 器從自動裝載值翻轉(zhuǎn)到0)時停止計數(shù)。

特殊情況：OCx快速使能：

在單脈沖模式下，在TIx輸入腳的邊沿檢測邏輯設(shè)置CEN位以啟動計數(shù)器。然后計數(shù)器和比較值 間的比較操作產(chǎn)生了輸出的轉(zhuǎn)換。但是這些操作需要一定的時鐘周期，因此它限制了可得到的最小延時tDELAY。

如果要以最小延時輸出波形，可以設(shè)置TIMx_CCMRx寄存器中的OCxFE位；此時OCxREF(和 OCx)被強(qiáng)制響應(yīng)激勵而不再依賴比較的結(jié)果，輸出的波形與比較匹配時的波形一樣。OCxFE只 在通道配置為PWM1和PWM2模式時起作用。

1.3.11在外部事件時清除OCxREF信號

對于一個給定的通道，設(shè)置TIMx_CCMRx寄存器中對應(yīng)的OCxCE位為'1'，能夠用ETRF輸入端 的高電平把OCxREF信號拉低，OCxREF信號將保持為低直到發(fā)生下一次的更新事件UEV。

該功能只能用于輸出比較和PWM模式，而不能用于強(qiáng)置模式。

例如，OCxREF信號可以聯(lián)到一個比較器的輸出，用于控制電流。這時，ETR必須配置如下：

1.外部觸發(fā)預(yù)分頻器必須處于關(guān)閉：TIMx_SMCR寄存器中的ETPS[1:0]='00'。

2.必須禁止外部時鐘模式2：TIMx_SMCR寄存器中的ECE='0'。

3.外部觸發(fā)極性(ETP)和外部觸發(fā)濾波器(ETF)可以根據(jù)需要配置。

下圖顯示了當(dāng)ETRF輸入變?yōu)楦邥r，對應(yīng)不同OCxCE的值，OCxREF信號的動作。在這個例子 中，定時器TIMx被置于PWM模式。

清除TIMx的OCxREF

1.3.12編碼器接口模式

選擇編碼器接口模式的方法是：如果計數(shù)器只在TI2的邊沿計數(shù)，則置TIMx_SMCR寄存器中的 SMS=001；如果只在TI1邊沿計數(shù)，則置SMS=010；如果計數(shù)器同時在TI1和TI2邊沿計數(shù)，則 置SMS=011。

通過設(shè)置TIMx_CCER寄存器中的CC1P和CC2P位，可以選擇TI1和TI2極性；如果需要，還可以 對輸入濾波器編程。

兩個輸入TI1和TI2被用來作為增量編碼器的接口。參看表75，假定計數(shù)器已經(jīng)啟動(TIMx_CR1 寄存器中的CEN='1')，計數(shù)器由每次在TI1FP1或TI2FP2上的有效跳變驅(qū)動。TI1FP1和TI2FP2 是TI1和TI2在通過輸入濾波器和極性控制后的信號； 如果沒有濾波和變相， 則TI1FP1=TI1 ， TI2FP2=TI2。根據(jù)兩個輸入信號的跳變順序，產(chǎn)生了計數(shù)脈沖和方向信號。依據(jù)兩個輸入信號的跳變順序，計數(shù)器向上或向下計數(shù)，同時硬件對TIMx_CR1寄存器的DIR位進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。 不管計數(shù)器是依靠TI1計數(shù)、依靠TI2計數(shù)或者同時依靠TI1和TI2計數(shù)。在任一輸入端(TI1或者 TI2)的跳變都會重新計算DIR位。

編碼器接口模式基本上相當(dāng)于使用了一個帶有方向選擇的外部時鐘。這意味著計數(shù)器只在0到 TIMx_ARR寄存器的自動裝載值之間連續(xù)計數(shù)(根據(jù)方向，或是0到ARR計數(shù)，或是ARR到0計 數(shù))。所以在開始計數(shù)之前必須配置TIMx_ARR；同樣，捕獲器、比較器、預(yù)分頻器、觸發(fā)輸出特性等仍工作如常。

在這個模式下，計數(shù)器依照增量編碼器的速度和方向被自動的修改，因此計數(shù)器的內(nèi)容始終指示著編碼器的位置。計數(shù)方向與相連的傳感器旋轉(zhuǎn)的方向?qū)?yīng)。下表列出了所有可能的組合，假設(shè)TI1和TI2不同時變換。

表75 計數(shù)方向與編碼器信號的關(guān)系

有效邊沿	相對信號的電平 (TI1FP1對應(yīng)TI2, TI2FP2對應(yīng)TI1)	TI1FP1信號		TI2FP2信號
		上升	下降	上升	下降
僅在TI1計數(shù)	高	向下計數(shù)	向上計數(shù)	不計數(shù)	不計數(shù)
	低	向上計數(shù)	向下計數(shù)	不計數(shù)	不計數(shù)
僅在TI2計數(shù)	高	不計數(shù)	不計數(shù)	向上計數(shù)	向下計數(shù)
	低	不計數(shù)	不計數(shù)	向下計數(shù)	向上計數(shù)
在TI1和TI2上計數(shù)	高	向下計數(shù)	向上計數(shù)	向上計數(shù)	向下計數(shù)
	低	向上計數(shù)	向下計數(shù)	向下計數(shù)	向上計數(shù)

一個外部的增量編碼器可以直接與MCU連接而不需要外部接口邏輯。但是， 一般會使用比較器 將編碼器的差動輸出轉(zhuǎn)換到數(shù)字信號，這大大增加了抗噪聲干擾能力。編碼器輸出的第三個信 號表示機(jī)械零點(diǎn)，可以把它連接到一個外部中斷輸入并觸發(fā)一個計數(shù)器復(fù)位。

下圖是一個計數(shù)器操作的實(shí)例，顯示了計數(shù)信號的產(chǎn)生和方向控制。它還顯示了當(dāng)選擇了雙邊沿時，輸入抖動是如何被抑制的；抖動可能會在傳感器的位置靠近一個轉(zhuǎn)換點(diǎn)時產(chǎn)生。在這個例子中，我們假定配置如下：

?CC1S='01' (TIMx_CCMR1寄存器，IC1FP1映射到TI1)

?CC2S='01' (TIMx_CCMR2寄存器，IC2FP2映射到TI2)

?CC1P='0' (TIMx_CCER寄存器，IC1FP1不反相，IC1FP1=TI1)

?CC2P='0' (TIMx_CCER寄存器，IC2FP2不反相，IC2FP2=TI2)

?SMS='011' (TIMx_SMCR寄存器，所有的輸入均在上升沿和下降沿有效).

?CEN='1' (TIMx_CR1寄存器，計數(shù)器使能)

編碼器模式下的計數(shù)器操作實(shí)例

下圖為當(dāng)IC1FP1極性反相時計數(shù)器的操作實(shí)例(CC1P='1'，其他配置與上例相同)

IC1FP1反相的編碼器接口模式實(shí)例

當(dāng)定時器配置成編碼器接口模式時，提供傳感器當(dāng)前位置的信息。使用第二個配置在捕獲模式的定時器，可以測量兩個編碼器事件的間隔，獲得動態(tài)的信息(速度，加速度，減速度)。指示機(jī) 械零點(diǎn)的編碼器輸出可被用做此目的。根據(jù)兩個事件間的間隔，可以按照固定的時間讀出計數(shù)器。如果可能的話，你可以把計數(shù)器的值鎖存到第三個輸入捕獲寄存器(捕獲信號必須是周期的 并且可以由另一個定時器產(chǎn)生)；也可以通過一個由實(shí)時時鐘產(chǎn)生的DMA請求來讀取它的值。

1.3.13定時器輸入異或功能

TIMx_CR2寄存器中的TI1S位，允許通道1的輸入濾波器連接到一個異或門的輸出端，異或門的 3個輸入端為TIMx_CH1、TIMx_CH2和TIMx_CH3。

異或輸出能夠被用于所有定時器的輸入功能，如觸發(fā)或輸入捕獲。

1.3.14定時器和外部觸發(fā)的同步

TIMx定時器能夠在多種模式下和一個外部的觸發(fā)同步：復(fù)位模式、門控模式和觸發(fā)模式。

從模式：復(fù)位模式

在發(fā)生一個觸發(fā)輸入事件時，計數(shù)器和它的預(yù)分頻器能夠重新被初始化；同時，如果TIMx_CR1 寄存器的URS位為低，還會產(chǎn)生一個更新事件UEV；然后所有的預(yù)裝載寄存器(TIMx_ARR ， TIMx_CCRx)都會被更新。

在下面的例子中，TI1輸入端的上升沿導(dǎo)致向上計數(shù)器被清零：

配置通道1以檢測TI1的上升沿。配置輸入濾波器的帶寬(在本例中，不需要任何濾波器，因 此保持IC1F=0000)。觸發(fā)操作中不使用捕獲預(yù)分頻器，所以不需要配置它。CC1S位只選 擇輸入捕獲源，即TIMx_CCMR1寄存器中CC1S=01。置TIMx_CCER寄存器中CC1P=0以 確定極性(只檢測上升沿)。

置TIMx_SMCR寄存器中SMS=100，配置定時器為復(fù)位模式；置TIMx_SMCR寄存器中 TS=101，選擇TI1作為輸入源。

置TIMx_CR1寄存器中CEN=1，啟動計數(shù)器。

計數(shù)器開始依據(jù)內(nèi)部時鐘計數(shù)，然后正常運(yùn)轉(zhuǎn)直到TI1出現(xiàn)一個上升沿；此時，計數(shù)器被清零然 后從0重新開始計數(shù)。同時，觸發(fā)標(biāo)志(TIMx_SR寄存器中的TIF位)被設(shè)置，根據(jù)TIMx_DIER寄 存器中TIE(中斷使能)位和TDE(DMA使能)位的設(shè)置，產(chǎn)生一個中斷請求或一個DMA請求。

下圖顯示當(dāng)自動重裝載寄存器TIMx_ARR=0x36時的動作。在TI1上升沿和計數(shù)器的實(shí)際復(fù)位之 間的延時，取決于TI1輸入端的重同步電路。

復(fù)位模式下的控制電路

從模式：門控模式

按照選中的輸入端電平使能計數(shù)器。

在如下的例子中，計數(shù)器只在TI1為低時向上計數(shù)：

?配置通道1以檢測TI1上的低電平。配置輸入濾波器帶寬(本例中，不需要濾波，所以保持 IC1F=0000)。觸發(fā)操作中不使用捕獲預(yù)分頻器，所以不需要配置。CC1S位用于選擇輸入 捕獲源，置TIMx_CCMR1寄存器中CC1S=01。置TIMx_CCER寄存器中CC1P=1以確定極 性(只檢測低電平)。

?置TIMx_SMCR寄存器中SMS=101，配置定時器為門控模式；置TIMx_SMCR寄存器中 TS=101，選擇TI1作為輸入源。

?置TIMx_CR1寄存器中CEN=1，啟動計數(shù)器。在門控模式下，如果CEN=0，則計數(shù)器不能 啟動，不論觸發(fā)輸入電平如何。

只要TI1為低，計數(shù)器開始依據(jù)內(nèi)部時鐘計數(shù)，在TI1變高時停止計數(shù)。當(dāng)計數(shù)器開始或停止時 都設(shè)置TIMx_SR中的TIF標(biāo)置。

TI1上升沿和計數(shù)器實(shí)際停止之間的延時，取決于TI1輸入端的重同步電路。

門控模式下的控制電路

從模式：觸發(fā)模式

輸入端上選中的事件使能計數(shù)器。

在下面的例子中，計數(shù)器在TI2輸入的上升沿開始向上計數(shù)：

?配置通道2檢測TI2的上升沿。配置輸入濾波器帶寬(本例中，不需要任何濾波器，保持IC2F=0000)。觸發(fā)操作中不使用捕獲預(yù)分頻器，不需要配置。CC2S位只用于選擇輸入捕 獲源，置TIMx_CCMR1寄存器中CC2S=01。置TIMx_CCER寄存器中CC2P=1以確定極性 (只檢測低電平)。

?置TIMx_SMCR寄存器中SMS=110，配置定時器為觸發(fā)模式；置TIMx_SMCR寄存器中 TS=110，選擇TI2作為輸入源。

當(dāng)TI2出現(xiàn)一個上升沿時，計數(shù)器開始在內(nèi)部時鐘驅(qū)動下計數(shù)，同時設(shè)置TIF標(biāo)志。

TI2上升沿和計數(shù)器啟動計數(shù)之間的延時，取決于TI2輸入端的重同步電路。

觸發(fā)器模式下的控制電路

從模式：外部時鐘模式2 ＋ 觸發(fā)模式

外部時鐘模式2可以與另一種從模式(外部時鐘模式1和編碼器模式除外)一起使用。這時，ETR信 號被用作外部時鐘的輸入，在復(fù)位模式、門控模式或觸發(fā)模式時可以選擇另一個輸入作為觸發(fā)輸入。不建議使用TIMx_SMCR寄存器的TS位選擇ETR作為TRGI。

下面的例子中，TI1上出現(xiàn)一個上升沿之后，計數(shù)器即在ETR的每一個上升沿向上計數(shù)一次：

?通過TIMx_SMCR寄存器配置外部觸發(fā)輸入電路：

······ETF=0000：沒有濾波

······ETPS=00：不用預(yù)分頻器

······ETP=0：檢測ETR的上升沿，置ECE=1使能外部時鐘模式2

?按如下配置通道1，檢測TI的上升沿：

······IC1F=0000：沒有濾波

·······觸發(fā)操作中不使用捕獲預(yù)分頻器，不需要配置

·······置TIMx_CCMR1寄存器中CC1S=01，選擇輸入捕獲源

······置TIMx_CCER寄存器中CC1P=0以確定極性(只檢測上升沿)

?置TIMx_SMCR寄存器中SMS=110，配置定時器為觸發(fā)模式。置TIMx_SMCR寄存器中 TS=101，選擇TI1作為輸入源。

當(dāng)TI1上出現(xiàn)一個上升沿時，TIF標(biāo)志被設(shè)置，計數(shù)器開始在ETR的上升沿計數(shù)。

ETR信號的上升沿和計數(shù)器實(shí)際復(fù)位間的延時，取決于ETRP輸入端的重同步電路。

外部時鐘模式2＋觸發(fā)模式下的控制電路

1.3.15定時器同步

所有TIMx定時器在內(nèi)部相連，用于定時器同步或鏈接。當(dāng)一個定時器處于主模式時，它可以對另一個處于從模式的定時器的計數(shù)器進(jìn)行復(fù)位、啟動、停止或提供時鐘等操作。

下圖顯示了觸發(fā)選擇和主模式選擇模塊的概況。

使用一個定時器作為另一個定時器的預(yù)分頻器

主/從定時器的例子

如：可以配置定時器1作為定時器2的預(yù)分頻器。參考上圖，進(jìn)行下述操作：

?配置定時器1為主模式，它可以在每一個更新事件UEV時輸出一個周期性的觸發(fā)信號。在TIM1_CR2寄存器的MMS='010'時，每當(dāng)產(chǎn)生一個更新事件時在TRGO1上輸出一個上升沿信號。

?連接定時器1的TRGO1輸出至定時器2，設(shè)置TIM2_SMCR寄存器的TS='000'，配置定時器2為使用ITR1作為內(nèi)部觸發(fā)的從模式。

?然后把從模式控制器置于外部時鐘模式1(TIM2_SMCR寄存器的SMS=111)；這樣定時器2即可由定時器1周期性的上升沿(即定時器1的計數(shù)器溢出)信號驅(qū)動。

?最后，必須設(shè)置相應(yīng)(TIMx_CR1寄存器)的CEN位分別啟動兩個定時器。

注：如果OCx已被選中為定時器1的觸發(fā)輸出(MMS=1xx)，它的上升沿用于驅(qū)動定時器2的計數(shù)器。

使用一個定時器使能另一個定時器

在這個例子中，定時器2的使能由定時器1的輸出比較控制。只當(dāng)定時器1的OC1REF為高時，定時器2才對分頻后的內(nèi)部時鐘計數(shù)。兩個定時器的時鐘頻率都是由預(yù)分頻器對CK_INT除以3(fCK_CNT=fCK_INT/3)得到。

?配置定時器1為主模式，送出它的輸出比較參考信號(OC1REF)為觸發(fā)輸出(TIM1_CR2寄存器的MMS=100)

?配置定時器1的OC1REF波形(TIM1_CCMR1寄存器)

?配置定時器2從定時器1獲得輸入觸發(fā)(TIM2_SMCR寄存器的TS=000)

?配置定時器2為門控模式(TIM2_SMCR寄存器的SMS=101)

?置TIM2_CR1寄存器的CEN=1以使能定時器2

?置TIM1_CR1寄存器的CEN=1以啟動定時器1

注：定時器2的時鐘不與定時器1的時鐘同步，這個模式只影響定時器2計數(shù)器的使能信號。

定時器1的OC1REF控制定時器2

在這個例子中，在定時器2啟動之前，它們的計數(shù)器和預(yù)分頻器未被初始化，因此它們從當(dāng)前的數(shù)值開始計數(shù)。可以在啟動定時器1之前復(fù)位2個定時器，使它們從給定的數(shù)值開始，即在定時器計數(shù)器中寫入需要的任意數(shù)值。寫TIMx_EGR寄存器的UG位即可復(fù)位定時器。

在下一個例子中，需要同步定時器1和定時器2。定時器1是主模式并從0開始，定時器2是從模式并從0xE7開始；2個定時器的預(yù)分頻器系數(shù)相同。寫'0'到TIM1_CR1的CEN位將禁止定時器1，定時器2隨即停止。

?配置定時器1為主模式，送出輸出比較1參考信號(OC1REF)做為觸發(fā)輸出(TIM1_CR2寄存器的MMS=100)。

?配置定時器1的OC1REF波形(TIM1_CCMR1寄存器)。

?配置定時器2從定時器1獲得輸入觸發(fā)(TIM2_SMCR寄存器的TS=000)

?配置定時器2為門控模式(TIM2_SMCR寄存器的SMS=101)

?置TIM1_EGR寄存器的UG='1'，復(fù)位定時器1。

?置TIM2_EGR寄存器的UG='1'，復(fù)位定時器2。

?寫'0xE7'至定時器2的計數(shù)器(TIM2_CNTL)，初始化它為0xE7。

?置TIM2_CR1寄存器的CEN='1'以使能定時器2。

?置TIM1_CR1寄存器的CEN='1'以啟動定時器1。

?置TIM1_CR1寄存器的CEN='0'以停止定時器1。

通過使能定時器1可以控制定時器2

使用一個定時器去啟動另一個定時器

在這個例子中，使用定時器1的更新事件使能定時器2。一旦定時器1產(chǎn)生更新事件，定時器2即從它當(dāng)前的數(shù)值(可以是非0)按照分頻的內(nèi)部時鐘開始計數(shù)。在收到觸發(fā)信號時，定時器2的CEN位被自動地置'1'，同時計數(shù)器開始計數(shù)直到寫'0'到TIM2_CR1寄存器的CEN位。兩個定時器的時鐘頻率都是由預(yù)分頻器對CK_INT除以3(fCK_CNT=fCK_INT/3)。

?配置定時器1為主模式，送出它的更新事件(UEV)做為觸發(fā)輸出(TIM1_CR2寄存器的MMS=010)。

?配置定時器1的周期(TIM1_ARR寄存器)。

?配置定時器2從定時器1獲得輸入觸發(fā)(TIM2_SMCR寄存器的TS=000)

?配置定時器2為觸發(fā)模式(TIM2_SMCR寄存器的SMS=110)

?置TIM1_CR1寄存器的CEN=1以啟動定時器1。

使用定時器1的更新觸發(fā)定時器2

在上一個例子中，可以在啟動計數(shù)之前初始化兩個計數(shù)器。下圖顯示在與0相同配置情況下，使用觸發(fā)模式而不是門控模式(TIM2_SMCR寄存器的SMS=110)的動作。

利用定時器1的使能觸發(fā)定時器2

使用一個定時器作為另一個的預(yù)分頻器

這個例子使用定時器1作為定時器2的預(yù)分頻器。配置如下：

?配置定時器1為主模式，送出它的更新事件UEV做為觸發(fā)輸出(TIM1_CR2寄存器的MMS='010')。然后每次計數(shù)器溢出時輸出一個周期信號。

?配置定時器1的周期(TIM1_ARR寄存器)。

?配置定時器2從定時器1獲得輸入觸發(fā)(TIM2_SMCR寄存器的TS=000)

?配置定時器2使用外部時鐘模式(TIM2_SMCR寄存器的SMS=111)

?置TIM1_CR2寄存器的CEN=1以啟動定時器2。

?置TIM1_CR1寄存器的CEN=1以啟動定時器1。

使用一個外部觸發(fā)同步地啟動2個定時器

這個例子中當(dāng)定時器1的TI1輸入上升時使能定時器1，使能定時器1的同時使能定時器2，為保證計數(shù)器的對齊，定時器1必須配置為主/從模式(對應(yīng)TI1為從，對應(yīng)定時器2為主)：

?配置定時器1為主模式，送出它的使能做為觸發(fā)輸出(TIM1_CR2寄存器的MMS='001')。

?配置定時器1為從模式，從TI1獲得輸入觸發(fā)(TIM1_SMCR寄存器的TS='100')。

?配置定時器1為觸發(fā)模式(TIM1_SMCR寄存器的SMS='110')。

?配置定時器1為主/從模式，TIM1_SMCR寄存器的MSM='1'。

?配置定時器2從定時器1獲得輸入觸發(fā)(TIM2_SMCR寄存器的TS=000)

?配置定時器2為觸發(fā)模式(TIM2_SMCR寄存器的SMS='110')。

當(dāng)定時器1的TI1上出現(xiàn)一個上升沿時，兩個定時器同步地按照內(nèi)部時鐘開始計數(shù)，兩個TIF標(biāo)志也同時被設(shè)置。

注：在這個例子中，在啟動之前兩個定時器都被初始化(設(shè)置相應(yīng)的UG位)，兩個計數(shù)器都從0開始，但可以通過寫入任意一個計數(shù)器寄存器(TIMx_CNT)在定時器間插入一個偏移。下圖中能看到主/從模式下在定時器1的CNT_EN和CK_PSC之間有個延遲。

使用定時器1的TI1輸入觸發(fā)定時器1和定時器2

1.3.16調(diào)試模式

當(dāng)微控制器進(jìn)入調(diào)試模式(Cortex-M3核心停止)，根據(jù)DBG模塊中DBG_TIMx_STOP的設(shè)置，TIMx計數(shù)器或者繼續(xù)正常操作，或者停止。詳見后面的章節(jié)：支持定時器、看門狗、bxCAN和I2C的調(diào)試。

2 程序設(shè)計

2.1 TIM_Basic例程

此例程的主要作用是進(jìn)行通用定時器的測試。通過配置定時器 TIM3，使其在計數(shù)溢出時產(chǎn)生更新中斷，在中斷服務(wù)函數(shù)中打印中斷服務(wù)函數(shù)名，以此來驗(yàn)證定時器的中斷功能是否正常工作。

系統(tǒng)上電或復(fù)位后，程序開始執(zhí)行。首先會通過串口輸出系統(tǒng)時鐘頻率信息和測試提示信息，之后，定時器 TIM3 開始計數(shù)。當(dāng)計數(shù)器的值達(dá)到自動重載值 9999 時，會產(chǎn)生更新中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)函數(shù) TIM3_IRQHandler。在中斷服務(wù)函數(shù)中，會清除中斷標(biāo)志位并通過串口輸出 TIM3_IRQHandler。

此后，每隔一段時間（由定時器的預(yù)分頻器和自動重載值決定），定時器就會產(chǎn)生一次更新中斷，串口會周期性地輸出 TIM3_IRQHandler，表明定時器的中斷功能正常工作。

2.2 TIM_CalibrationLsi例程

此例程的主要作用是通過定時器 TIM5 的輸入捕獲功能來測量內(nèi)部低速振蕩器（LSI）信號的周期和頻率。LSI 通常用于實(shí)時時鐘（RTC）等對時鐘精度要求不高的場合，通過測量其周期和頻率，可以對 LSI 的性能進(jìn)行評估。

1.時鐘配置

void RCC_ClkConfiguration(void)
{
    RCC_DeInit(); // 復(fù)位RCC時鐘配置到默認(rèn)狀態(tài)

    // 配置外部高速時鐘(HSE)
    RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);                // 使能HSE
    while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_HSERDY) == RESET); // 等待HSE就緒

    // 配置鎖相環(huán)(PLL)：HSE×9=72MHz
    RCC_PLLCmd(DISABLE);                       // 先禁用PLL
    RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9); // 設(shè)置PLL輸入源為HSE，倍頻系數(shù)9
    RCC_PLLCmd(ENABLE);                        // 使能PLL
    while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET); // 等待PLL就緒

    // 設(shè)置系統(tǒng)時鐘源為PLL輸出
    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK); // 選擇PLL作為系統(tǒng)時鐘源

    // 配置總線時鐘分頻
    RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);           // AHB總線時鐘 = SYSCLK/1 (72MHz)
    RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);            // APB1總線時鐘 = HCLK/2 (36MHz)
    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);            // APB2總線時鐘 = HCLK/1 (72MHz)

    // 使能內(nèi)部低速時鐘(LSI)和高速時鐘(HSI)
    RCC_LSICmd(ENABLE);                        // 使能LSI(約40kHz，用于看門狗等)
    while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSIRDY) == RESET); // 等待LSI就緒
    RCC_HSICmd(ENABLE);                        // 使能HSI(16MHz內(nèi)部RC時鐘)
    while (RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_HSIRDY) == RESET); // 等待HSI就緒
}

外部高速時鐘（HSE）：使能 HSE 并等待其就緒，為后續(xù)鎖相環(huán)（PLL）提供穩(wěn)定的輸入時鐘源。

鎖相環(huán)（PLL）：以 HSE 為輸入源，設(shè)置倍頻系數(shù)為 9，使能 PLL 并等待其就緒，得到更高頻率的時鐘信號。

系統(tǒng)時鐘源：將系統(tǒng)時鐘源設(shè)置為 PLL 輸出，提高系統(tǒng)整體運(yùn)行速度。

總線時鐘分頻：對 AHB、APB1 和 APB2 總線時鐘進(jìn)行合理分頻，滿足不同外設(shè)的時鐘需求。

內(nèi)部低速時鐘（LSI）和高速時鐘（HSI）：使能 LSI 和 HSI 并等待它們就緒，其中 LSI 用于后續(xù)測量。

2.初始化操作

延時函數(shù)：調(diào)用 delay_init() 初始化延時函數(shù)，為后續(xù)可能的延時操作做準(zhǔn)備。

串口通信：調(diào)用 UART_Configuration(115200) 配置串口通信，波特率為 115200，用于輸出系統(tǒng)時鐘信息、測試提示以及測量結(jié)果。

獲取時鐘頻率：使用 RCC_GetClocksFreq(&clocks) 獲取系統(tǒng)時鐘頻率信息，為定時器配置提供參數(shù)。

3. 定時器配置

時鐘使能：使能 TIM5 和復(fù)用功能（AFIO）的時鐘，確保 TIM5 能夠正常工作，并允許對其引腳進(jìn)行重映射。

引腳重映射：將 TIM5 的通道 4 重映射到 LSI 信號，以便對 LSI 信號進(jìn)行捕獲。

時基單元初始化：設(shè)置 TIM5 的自動重載值為 0xFFFF，預(yù)分頻器值根據(jù) PCLK1 頻率計算得出，時鐘分割為 1，計數(shù)模式為向上計數(shù)，確定定時器的計數(shù)范圍和計數(shù)速度。

輸入捕獲配置：將 TIM5 的通道 4 配置為輸入捕獲模式，采用上升沿捕獲，直接映定時器溢出和捕獲到信號邊沿時能夠及時響應(yīng)。

定時器使能：使能 TIM5，開始對 LSI 信號進(jìn)行計數(shù)和捕獲。

4.主循環(huán)處理

 int main(void)
{
    // ...（前半部分初始化代碼略）

    TIM_Configuration(); // 初始化TIM5    

    while (1)
    {
        if (TIM5_CAPTURE_STA & 0X80) // 檢測捕獲完成標(biāo)志（最高位為1）
        {
            // 計算總時間（考慮定時器溢出次數(shù)）
            temp = (TIM5_CAPTURE_STA & 0X3F) * 65536 + TIM5_CAPTURE_VAL; // 溢出次數(shù)×65536 + 捕獲值
            printf("LSI The period is:%d usrn", temp); // 輸出周期（微秒）
            printf("LSI The frequency is:%f Hzrn", (float)(1000000 / temp)); // 計算頻率并輸出
            TIM5_CAPTURE_STA = 0; // 清零標(biāo)志，準(zhǔn)備下一次捕獲
        }
    }
}

使用TI4，不分頻且不進(jìn)行濾波，以準(zhǔn)確捕獲 LSI 信號的上升沿和下降沿。

中斷配置：配置 TIM5 的中斷優(yōu)先級，使能更新中斷和通道 4 捕獲中斷，確保在

在主循環(huán)中，持續(xù)檢查 TIM5_CAPTURE_STA 的最高位。若該位為 1，表示成功捕獲到一個完整的 LSI 信號周期。此時，計算該周期的總時間（考慮定時器溢出情況），并通過串口輸出 LSI 的周期和頻率。最后，將 TIM5_CAPTURE_STA 清零，準(zhǔn)備下一次捕獲。

5. 中斷服務(wù)函數(shù)處理

當(dāng) TIM5 產(chǎn)生更新中斷或通道 4 捕獲中斷時，進(jìn)入中斷服務(wù)函數(shù)：

若還未成功捕獲到一個完整的周期：

對于更新中斷，若已捕獲到上升沿，則記錄定時器溢出次數(shù)。

對于通道 4 捕獲中斷：

若已捕獲到上升沿，此時捕獲到下降沿，標(biāo)記成功捕獲到一個完整的高脈沖寬度，并記錄捕獲值。

若還未開始捕獲，此時捕獲到上升沿，清零相關(guān)變量，設(shè)置計數(shù)器為 0，并標(biāo)記捕獲到上升沿。

最后，清除更新中斷和通道 4 捕獲中斷標(biāo)志位，為下一次中斷做好準(zhǔn)備。

3 下載驗(yàn)證

3.1 TIM_Basic例程

燒錄完成后，硬件啟動，串口輸出系統(tǒng)時鐘頻率信息及“TIM Basic Test.”提示，定時器TIM3配置為向上計數(shù)模式，計數(shù)周期達(dá)9999時觸發(fā)更新中斷，在中斷服務(wù)函數(shù)中檢查并清除中斷標(biāo)志，通過串口輸出函數(shù)名`TIM3_IRQHandler，之后主函數(shù)進(jìn)入無限循環(huán)持續(xù)等待并響應(yīng)定時器中斷。

3.2 TIM_CalibrationLsi例程

代碼燒錄后，系統(tǒng)先對時鐘進(jìn)行配置，啟動串口并輸出系統(tǒng)時鐘頻率信息及“TIM5 Calibration LSI Test.”提示，接著配置TIM5定時器用于測量低速內(nèi)部時鐘（LSI），當(dāng)TIM5捕獲到LSI信號的上升沿和下降沿后，主循環(huán)會計算并通過串口輸出LSI的周期和頻率，期間持續(xù)等待新的捕獲事件。

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審核編輯 黃宇