基于STM32定時(shí)器的三種中心對(duì)齊計(jì)數(shù)模式

STM32的通用定時(shí)器和高級(jí)定時(shí)器除了支持單向的向上或向下計(jì)數(shù)模式外，還支持中心對(duì)齊計(jì)數(shù)模式，即一個(gè)計(jì)數(shù)周期內(nèi)分別由向上計(jì)數(shù)和向下計(jì)數(shù)兩個(gè)過(guò)程組成。在基于計(jì)數(shù)器的中心對(duì)齊計(jì)數(shù)模式做定時(shí)器的比較輸出功能時(shí)，又進(jìn)一步衍生出三種中心對(duì)齊計(jì)數(shù)模式，分別是中心對(duì)齊計(jì)數(shù)模式1/2/3。具體通過(guò)寄存器TIMx_CR1里面的CMS[1:0]選擇。

既然一次基于中心對(duì)齊計(jì)數(shù)模式的完整計(jì)數(shù)周期包含向上、向下兩個(gè)計(jì)數(shù)過(guò)程，那么對(duì)給定的比較寄存器CCR的值在（0，ARR）范圍時(shí)，一個(gè)周期內(nèi)就會(huì)發(fā)生兩次匹配事件，即出現(xiàn)CNT=CCR的兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)，對(duì)于這兩次匹配事件最終是否完成比較事件標(biāo)志的置位而觸發(fā)中斷或DMA,可以根據(jù)應(yīng)用需求選擇不同的中心對(duì)齊計(jì)數(shù)模式來(lái)決定。

在STM32各系列參考手冊(cè)中關(guān)于定時(shí)器描述部分都有類(lèi)似下面的一副圖，是關(guān)于不同中心對(duì)齊計(jì)數(shù)模式下發(fā)生匹配事件后的比較事件標(biāo)志的置位情況的直觀展示。

這里CCR=4，ARR=8, 我們來(lái)一起看看。

當(dāng)選擇中心對(duì)齊計(jì)數(shù)模式1時(shí)，只在向下計(jì)數(shù)過(guò)程中發(fā)生匹配動(dòng)作時(shí)才置位比較事件標(biāo)志CC4IF; 當(dāng)選擇中心對(duì)齊計(jì)數(shù)模式2時(shí)，只在向上計(jì)數(shù)過(guò)程中發(fā)生匹配動(dòng)作時(shí)才置位比較事件標(biāo)志CC4IF; 當(dāng)選擇中心對(duì)齊計(jì)數(shù)模式3時(shí)，在向上/向下計(jì)數(shù)過(guò)程中發(fā)生匹配動(dòng)作時(shí)都會(huì)置位比較事件標(biāo)志CC4IF。當(dāng)然，比較事件標(biāo)志被置位時(shí)可以觸發(fā)中斷或DMA請(qǐng)求。

這里我們不妨使用STM32的TIM1的CH4做個(gè)驗(yàn)證性測(cè)試，看看在一個(gè)中心對(duì)齊計(jì)數(shù)周期內(nèi)，通過(guò)選取不同的中心對(duì)齊模式下發(fā)生比較中斷的次數(shù)?！具@點(diǎn)不管哪個(gè)STM32系列都一樣】

基于上面的配置及處理代碼，我們只調(diào)整中心對(duì)齊計(jì)數(shù)模式，看看在一個(gè)中心對(duì)齊計(jì)數(shù)周期內(nèi)比較中斷的響應(yīng)情況。【Counter表示進(jìn)入比較中斷的次數(shù)，Direction表示發(fā)生比較中斷時(shí)計(jì)數(shù)方向，0表示當(dāng)前屬向下計(jì)數(shù)過(guò)程，0xff表示向上計(jì)數(shù)過(guò)程】

測(cè)試結(jié)果在上圖很清晰了，無(wú)須贅述。

那么，關(guān)于這個(gè)定時(shí)器特性有什么用呢，這個(gè)不好說(shuō)，畢竟具體應(yīng)用往往豐富多彩而千變?nèi)f化?？傊?，書(shū)到用時(shí)方恨少嘛，了解各個(gè)外設(shè)的特性是我們靈活運(yùn)用的基礎(chǔ)和前提。比方在馬達(dá)應(yīng)用中，這個(gè)特性可能就用得著【具體怎么用還得看應(yīng)用場(chǎng)景和所選芯片】。

如上圖所示，計(jì)數(shù)器工作在中心對(duì)齊計(jì)數(shù)模式。我們有時(shí)可能需要在計(jì)數(shù)器上溢點(diǎn)的左側(cè)或右側(cè)啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換，這時(shí)就可以針對(duì)性選擇合適的中心對(duì)齊模式在合適的時(shí)間點(diǎn)開(kāi)啟ADC轉(zhuǎn)換。

當(dāng)然，單就上面提到的這點(diǎn)應(yīng)用,STM32家族中的很多系列開(kāi)辟了更為靈活方便且高效的硬件措施，比方STM32F3、STM32G4、STM32F7、STM32H7等系列，通過(guò)配置高級(jí)定時(shí)器通道4/5/6的輸出信號(hào)的上升/下降沿及不同組合實(shí)現(xiàn)對(duì)ADC的同步觸發(fā)，最大程度地減少軟件處理和CPU參與。

下圖是來(lái)自STM32F3系列TIM1的觸發(fā)輸出信號(hào)配置圖。TRGO2事件可以作為ADC的觸發(fā)事件，可選擇單個(gè)事件或組合事件?！九渲霉ぞ呤褂玫腟TM32CubeMx】

下面截圖來(lái)自STM32F3系列參考手冊(cè)定時(shí)器介紹章節(jié)，下圖信息量很大，只是部分信息跟上面內(nèi)容有關(guān)，貼到這里也算拋磚引玉。

這里重點(diǎn)旨在分享關(guān)于STM32定時(shí)器中心對(duì)齊計(jì)數(shù)三種模式的特征與彼此間的差異，知道這些特性后在需要的時(shí)候我們可以靈活運(yùn)用。