基于STM32單片機高級控制定時器TIM1和TIM8的功能解析

高級控制定時器（TIM1 和TIM8）

TIM1和TIM8定時器的功能包括：

● 16位向上、向下、向上/ 下自動裝載計數(shù)器

● 16位可編程（ 可以實時修改）預(yù)分頻器，計數(shù)器時鐘頻率的分頻系數(shù)為1～65535 之間的任意數(shù)值

● 多達4個獨立通道：

─ 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

● 死區(qū)時間可編程的互補輸出

●使用外部信號控制定時器和定時器互聯(lián)的同步電路

● 允許在指定數(shù)目的計數(shù)器周期之后更新定時器寄存器的重復計數(shù)器

● 剎車輸入信號可以將定時器輸出信號置于復位狀態(tài)或者一個已知狀態(tài)

● 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

─ 剎車信號輸入

● 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（TIMx）

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

基本定時器（TIM6 和TIM7）

TIM6和TIM7定時器的主要功能包括：

● 16位自動重裝載累加計數(shù)器

● 16位可編程（ 可實時修改）預(yù)分頻器，用于對輸入的時鐘按系數(shù)為1～65536 之間的任意數(shù)值

分頻

● 觸發(fā)DAC的同步電路

● 在更新事件（計數(shù)器溢出）時產(chǎn)生中斷/DMA 請求

STM32的通用定時器是一個通過可編程預(yù)分頻器（PSC）驅(qū)動的16 位自動裝載計數(shù)器（CNT）構(gòu)成。STM32的通用定時器可以被用于：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）等。 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。STM32的每個通用定時器都是完全獨立的，沒有互相共享的任何資源。

注意單元模塊時鐘總線

脈沖寬度調(diào)制（PWM），是英文“Pulse Width Modulation”的縮寫，簡稱脈寬調(diào)制，是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術(shù)。簡單一點，就是對脈沖寬度的控制。STM32的定時器除了TIM6和7。其他的定時器都可以用來產(chǎn)生PWM輸出。其中高級定時器TIM1和TIM8可以同時產(chǎn)生多達7路的PWM輸出。而通用定時器也能同時產(chǎn)生多達4路的PWM輸出，這樣，STM32最多可以同時產(chǎn)生30路PWM輸出！

要使STM32的通用定時器TIMx產(chǎn)生PWM輸出，除了定時器介紹的寄存器外，我們還會用到3 個寄存器，來控制PWM 的。這三個寄存器分別是：捕獲/比較模式寄存器（TIMx_CCMR1/2）、捕獲/比較使能寄存器（TIMx_CCER）、捕獲/比較寄存器（TIMx_CCR1~4）。

TIM3_CH2默認是接在PA7面的，而我們的DS0接在PB5上面，如果普通MCU，可能就只能用飛線把PA7飛到PB5上來實現(xiàn)了，不過，我們用的是STM32，它比較高級，可以通過重映射功能，把TIM3_CH2映射到PB5上。 STM32的重映射控制是由復用重映射和調(diào)試IO 配置寄存器（AFIO_MAPR）控制的。

1）開啟TIM3時鐘以及復用功能時鐘，配置PB5為復用輸出。

要使用TIM3，我們必須先開啟TIM3的時鐘，還要配置PB5為復用輸出，這是因為TIM3_CH2通道將重映射到PB5上，此時，PB5屬于復用功能輸出。

庫函數(shù)使能TIM3時鐘的方法是：

RCC_APB1PeriphClockCmd（RCC_APB1Periph_TIM3， ENABLE）; //使能定時器3時鐘

庫函數(shù)設(shè)置AFIO時鐘的方法是：

RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_AFIO， ENABLE）; //復用時鐘使能

設(shè)置PB5為復用功能輸出的方法：GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //復用推挽輸出

2）設(shè)置TIM3_CH2重映射到PB5上。

因為TIM3_CH2默認是接在PA7上的，所以我們需要設(shè)置TIM3_REMAP為部分重映射（通過AFIO_MAPR配置），讓TIM3_CH2重映射到PB5上面。在庫函數(shù)函數(shù)里面設(shè)置重映射的函數(shù)是：

void GPIO_PinRemapConfig（uint32_t GPIO_Remap， FunctionalState NewState）；

STM32重映射只能重映射到特定的端口。第一個入口參數(shù)可以理解為設(shè)置重映射的類型，比如TIM3部分重映射入口參數(shù)為 GPIO_PartialRemap_TIM3，這點可以顧名思義了。所以TIM3部分重映射的庫函數(shù)實現(xiàn)方法是： GPIO_PinRemapConfig（GPIO_PartialRemap_TIM3， ENABLE）;

3）初始化TIM3，設(shè)置TIM3的ARR和PSC。

在開啟了TIM3的時鐘之后，我們要設(shè)置ARR和PSC兩個寄存器的值來控制輸出PWM的周期。當PWM周期太慢（低于50Hz）的時候，我們就會明顯感覺到閃爍了。因此，PWM周期在這里不宜設(shè)置的太小。這在庫函數(shù)是通過TIM_TimeBaseInit函數(shù)實現(xiàn)的，在上一節(jié)定時器中斷章節(jié)我們已經(jīng)有講解，這里就不詳細講解，調(diào)用的格式為：

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //設(shè)置自動重裝載值

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //設(shè)置預(yù)分頻值

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //設(shè)置時鐘分割：TDTS = Tck_tim

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上計數(shù)模式

TIM_TimeBaseInit（TIM3， &TIM_TimeBaseStructure）; //根據(jù)指定的參數(shù)初始化TIMx的

4）設(shè)置TIM3_CH2的PWM模式，使能TIM3的CH2輸出。

接下來，我們要設(shè)置TIM3_CH2為PWM模式（默認是凍結(jié)的），因為我們的DS0是低電平亮，而我們希望當CCR2的值小的時候，DS0就暗，CCR2值大的時候，DS0就亮，所以我們要通過配置TIM3_CCMR1的相關(guān)位來控制TIM3_CH2的模式。在庫函數(shù)中，PWM通道設(shè)置是通過函數(shù)TIM_OC1Init（）~TIM_OC4Init（）來設(shè)置的，不同的通道的設(shè)置函數(shù)不一樣，這里我們使用的是通道2，所以使用的函數(shù)是TIM_OC2Init（）。

void TIM_OC2Init（TIM_TypeDef* TIMx， TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct）；

5）使能TIM3。

在完成以上設(shè)置了之后，我們需要使能TIM3。使能TIM3的方法前面已經(jīng)講解過： 　TIM_Cmd（TIM3， ENABLE）; //使能TIM3

6）修改TIM3_CCR2來控制占空比。

最后，在經(jīng)過以上設(shè)置之后，PWM其實已經(jīng)開始輸出了，只是其占空比和頻率都是固定的，而我們通過修改TIM3_CCR2則可以控制CH2的輸出占空比。繼而控制DS0的亮度。 在庫函數(shù)中，修改TIM3_CCR2占空比的函數(shù)是：

void TIM_SetCompare2（TIM_TypeDef* TIMx， uint16_t Compare2）； 理所當然，對于其他通道，分別有一個函數(shù)名字，函數(shù)格式為TIM_SetComparex（x=1，2，3，4）。

通過以上6個步驟，我們就可以控制TIM3的CH2輸出PWM波了。