定时器类型

类型 编号 总线 功能
高级定时器 TIM1、TIM8 APB2 拥有通用定时器全部功能，并额外具有重复计数器、死区生成、互补输出、刹车输入等功能
通用定时器 TIM2、TIM3、TIM4、TIM5 APB1 拥有基本定时器全部功能，并额外具有内外时钟源选择、输入捕获、输出比较、编码器接口、主从触发模式等功能
基本定时器 TIM6、TIM7 APB1 拥有定时中断、主模式触发DAC的功能 
graph LR
    %% 定义样式类
    classDef gpio fill:#e1f5fe,stroke:#4fc3f7,stroke-width:2px,color:#0277bd,rx:8,ry:8;
    classDef rcc fill:#ffebee,stroke:#ef9a9a,stroke-width:2px,color:#c62828,rx:8,ry:8;
    classDef source fill:#e8f5e9,stroke:#a5d6a7,stroke-width:2px,color:#2e7d32,rx:8,ry:8;
    classDef mux fill:#fff9c4,stroke:#fff59d,stroke-width:2px,color:#f57f17,rx:8,ry:8;
    classDef core fill:#ffe0b2,stroke:#ffb74d,stroke-width:2px,color:#e65100,rx:8,ry:8;
    classDef nvic fill:#e0f2f1,stroke:#80cbc4,stroke-width:2px,color:#00695c,rx:8,ry:8;
    classDef ext fill:#fff3e0,stroke:#ffcc80,stroke-width:2px,color:#ef6c00,rx:8,ry:8;

    subgraph ClockSources [时钟源]
        direction TB
        RCC[RCC
内部时钟]:::rcc
        ETR[ETR
外部时钟]:::source
        ITRx[ITRx
其他定时器]:::ext
        TIx[TIx
捕获通道]:::ext
    end

    GPIO_ETR[GPIO]:::gpio --> ETR
    GPIO_TIx[GPIO]:::gpio --> TIx

    MUX_Sub[多路复用]:::mux
    ITRx --> MUX_Sub
    TIx --> MUX_Sub

    MUX[内部时钟模式
外部时钟模式2
外部时钟模式1
编码器模式]:::mux
    RCC --> MUX
    ETR --> MUX
    MUX_Sub --> MUX

    subgraph TimeBase [时基单元]
        direction LR
        PSC[PSC
预分频器]:::core
        CNT[CNT
计数器]:::core
        ARR[ARR
自动重装器]:::core
        
        PSC --> CNT
        ARR <--> CNT
    end

    MUX --> PSC
    
    RunCtrl[运行控制]:::core --> TimeBase
    
    IRQCtrl[中断
输出控制]:::nvic
    NVIC[NVIC]:::nvic

    CNT --> IRQCtrl
    IRQCtrl --> NVIC

    %% 整体样式设置
    style ClockSources fill:#f8fbff,stroke:#d6e4f0,stroke-width:2px,stroke-dasharray: 5 5
    style TimeBase fill:#fce4ec,stroke:#f48fb1,stroke-width:2px

掌握函数

函数 说明
TIM_InternalClockConfig 配置时钟源
TIM_TimeBaseInitTypeDef 定义结构体变量
TIM_TimeBaseInit 配置TIM2的时基单元
TIM_ClearFlag 中断输出配置
TIM_ITConfig 开启的更新中断
NVIC_PriorityGroupConfig NVIC中断分组
TIM_Cmd TIM使能
TIM_GetITStatus 判断是否是触发中断

配置步骤

  • 开启时钟
  • 配置时钟源
  • 时基单元初始化
  • 中断输出配置
  • NVIC中断分组
  • NVIC配置
  • TIM使能

代码演示

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void Timer_Init(void)
{
	/*开启时钟*/
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);			//开启TIM2的时钟
	
	/*配置时钟源*/
	TIM_InternalClockConfig(TIM2);		//选择TIM2为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟
	
	/*时基单元初始化*/
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;				//定义结构体变量
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;		//时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;	//计数器模式，选择向上计数
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 10000 - 1;				//计数周期，即ARR的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 7200 - 1;				//预分频器，即PSC的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;			//重复计数器，高级定时器才会用到
	TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);				//将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM2的时基单元	
	
	/*中断输出配置*/
	TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);						//清除定时器更新标志位
																//TIM_TimeBaseInit函数末尾，手动产生了更新事件
																//若不清除此标志位，则开启中断后，会立刻进入一次中断
																//如果不介意此问题，则不清除此标志位也可
	
	TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);					//开启TIM2的更新中断
	
	/*NVIC中断分组*/
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);				//配置NVIC为分组2
																//即抢占优先级范围：0~3，响应优先级范围：0~3
																//此分组配置在整个工程中仅需调用一次
																//若有多个中断，可以把此代码放在main函数内，while循环之前
																//若调用多次配置分组的代码，则后执行的配置会覆盖先执行的配置
	
	/*NVIC配置*/
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;						//定义结构体变量
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;				//选择配置NVIC的TIM2线
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;				//指定NVIC线路使能
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;	//指定NVIC线路的抢占优先级为2
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;			//指定NVIC线路的响应优先级为1
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);								//将结构体变量交给NVIC_Init，配置NVIC外设
	
	/*TIM使能*/
	TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);			//使能TIM2，定时器开始运行
}
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void TIM2_IRQHandler(void)
{
	if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET)		//判断是否是TIM2的更新事件触发的中断
	{
		Num ++;												//Num变量自增，用于测试定时中断
		TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);			//清除TIM2更新事件的中断标志位
															//中断标志位必须清除
															//否则中断将连续不断地触发，导致主程序卡死
	}
}

TIM 输出比较

模式 描述
冻结 CNT=CCR时，REF保持为原状态
匹配时置有效电平 CNT=CCR时，REF置有效电平
匹配时置无效电平 CNT=CCR时，REF置无效电平
匹配时电平翻转 CNT=CCR时，REF电平翻转
强制为无效电平 CNT与CCR无效，REF强制为无效电平
强制为有效电平 CNT与CCR无效，REF强制为有效电平
PWM模式1 向上计数：CNT<CCR时，REF置有效电平，CNT≥CCR时，REF置无效电平
向下计数：CNT>CCR时，REF置无效电平，CNT≤CCR时，REF置有效电平
PWM模式2 向上计数：CNT<CCR时，REF置无效电平，CNT≥CCR时，REF置有效电平
向下计数：CNT>CCR时，REF置有效电平，CNT≤CCR时，REF置无效电平		 
graph LR
    %% 定义样式类 (去除了不受支持的 rx 和 ry 属性)
    classDef timeCore fill:#ffe0b2,stroke:#ffb74d,stroke-width:2px,color:#e65100;
    classDef runCtrl fill:#fff3e0,stroke:#ffcc80,stroke-width:2px,color:#ef6c00;
    classDef compUnit fill:#f3e5f5,stroke:#ce93d8,stroke-width:2px,color:#6a1b9a;
    classDef gpio fill:#e1f5fe,stroke:#4fc3f7,stroke-width:2px,color:#0277bd;

    %% 左侧输入信号 (给个占位字符避免空括号报错)
    Input((" ")):::timeCore
    Input --> PSC

    %% 运行控制
    RunCtrl[运行控制]:::runCtrl
    
    %% 时基单元
    subgraph TimeBase [时基单元]
        direction LR
        PSC[PSC
预分频器]:::timeCore
        CNT[CNT
计数器]:::timeCore
        ARR[ARR
自动重装器]:::timeCore
        
        PSC --> CNT
        ARR <--> CNT
    end

    RunCtrl --> PSC

    %% 输出比较单元
    subgraph OutputCompare ["输出比较单元 x4"]
        direction LR
        CCR[CCR
捕获/比较器]:::compUnit
        %% 关键修复：使用 HTML 实体编码代替 < 和 ≥
        Logic["CNT < CCR时，REF置有效电平
CNT ≥ CCR时，REF置无效电平"]:::compUnit
        Polarity[极性选择
输出使能]:::compUnit
        
        CCR --> Logic
        Logic -->|REF| Polarity
    end

    CNT --> CCR
    GPIO[GPIO]:::gpio
    Polarity --> GPIO

    %% 整体样式
    style TimeBase fill:#f8fbff,stroke:#d6e4f0,stroke-width:2px,stroke-dasharray: 5 5
    style OutputCompare fill:#f8fbff,stroke:#d6e4f0,stroke-width:2px,stroke-dasharray: 5 5
    style Input display:none
  • PWM频率： Freq = CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1)
  • PWM占空比： Duty = CCR / (ARR + 1)
  • PWM分辨率： Reso = 1 / (ARR + 1)

PWM配置步骤

  • 开启时钟
  • GPIO重映射
  • GPIO初始化
  • 配置时钟源
  • 输出比较初始化
  • TIM使能

掌握函数

函数 说明
GPIO_PinRemapConfig GPIO重映射 注:必须先开启AFIO的时钟
TIM_OCInitTypeDef 定义结构体变量
TIM_OCStructInit 结构体初始化
TIM_OC1Init 配置输出比较通道
TIM_SetCompare1/2/3/4 设置CCR1/2/3/4的值

代码演示

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void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare)
{
	TIM_SetCompare1(TIM2, Compare);		//设置CCR1的值
}
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	/*时基单元初始化*/
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;				//定义结构体变量
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;     //时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式，选择向上计数
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1;					//计数周期，即ARR的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720 - 1;				//预分频器，即PSC的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;            //重复计数器，高级定时器才会用到
	TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);             //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM2的时基单元
	
	/*输出比较初始化*/
	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;							//定义结构体变量
	TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);							//结构体初始化，若结构体没有完整赋值
																	//则最好执行此函数，给结构体所有成员都赋一个默认值
																	//避免结构体初值不确定的问题
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;				//输出比较模式，选择PWM模式1
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;		//输出极性，选择为高，若选择极性为低，则输出高低电平取反
	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;	//输出使能
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;								//初始的CCR值
	TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);						//将结构体变量交给TIM_OC1Init，配置TIM2的输出比较通道1
...
graph LR
    %% 定义样式类 (淡蓝、浅紫、浅黄、浅橙，去除了绿色)
    classDef gpio fill:#e1f5fe,stroke:#4fc3f7,stroke-width:2px,color:#0277bd,rx:8,ry:8;
    classDef purple fill:#f3e5f5,stroke:#ce93d8,stroke-width:2px,color:#6a1b9a,rx:8,ry:8;
    classDef yellow fill:#fff9c4,stroke:#fff59d,stroke-width:2px,color:#f57f17,rx:8,ry:8;
    classDef orange fill:#ffe0b2,stroke:#ffb74d,stroke-width:2px,color:#e65100,rx:8,ry:8;

    %% 左侧 GPIO
    GPIO[GPIO]:::gpio

    %% 输入捕获单元 (淡蓝色背景)
    subgraph InputCapture [输入捕获单元1]
        direction LR
        F[滤波器]:::purple
        Edge[边沿检测
极性选择]:::purple
        Mux[/多路复用器/]:::yellow
        Div[分频器]:::purple
        CCR1[CCR1
捕获/比较器]:::purple
    end

    %% 中间上方控制 (淡黄、浅橙)
    TrigSrc[/触发源选择/]:::yellow
    Reset[从模式
Reset]:::orange

    %% 时基单元 (淡蓝色背景)
    subgraph TimeBase [时基单元]
        direction LR
        PSC[PSC
预分频器]:::orange
        CNT[CNT
计数器]:::orange
        ARR[ARR
自动重装器]:::orange
    end

    %% 连接关系
    GPIO --> F
    F --> Edge
    
    %% 信号分流
    Edge -- "TI1FP1" --> Mux
    Edge --> TrigSrc
    
    TrigSrc --> Reset
    Reset ==> PSC
    
    PSC --> CNT
    ARR <--> CNT
    
    Mux --> Div
    Div --> CCR1
    
    %% 计数器向下连接到捕获/比较器 (加粗箭头)
    CNT ==> CCR1

    %% 整体样式设置 (淡蓝色虚线背景框)
    style InputCapture fill:#f8fbff,stroke:#d6e4f0,stroke-width:2px,stroke-dasharray: 5 5
    style TimeBase fill:#f8fbff,stroke:#d6e4f0,stroke-width:2px,stroke-dasharray: 5 5

掌握函数

函数 说明
TIM_PrescalerConfig 设置PSC的值
TIM_ICInitTypeDef 定义结构体变量
TIM_PWMIConfig 配置的输入捕获通道
TIM_SelectInputTrigger 触发源选择
TIM_SelectSlaveMode 从模式选择复位
TIM_GetCapture1/2/3/4 读取CCR1/2/3/4中的值
TIM_EncoderInterfaceConfig 编码器接口配置

代码演示

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...
	/*时基单元初始化*/
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;				//定义结构体变量
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;     //时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式，选择向上计数
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1;					//计数周期，即ARR的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720 - 1;				//预分频器，即PSC的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;            //重复计数器，高级定时器才会用到
	TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);             //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM2的时基单元
	...
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...
void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare)
{
	TIM_SetCompare1(TIM2, Compare);		//设置CCR1的值
}

void PWM_SetPrescaler(uint16_t Prescaler)
{
	TIM_PrescalerConfig(TIM2, Prescaler, TIM_PSCReloadMode_Immediate);		//设置PSC的值
}
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uint32_t IC_GetFreq(void)
{
	return 1000000 / (TIM_GetCapture1(TIM3) + 1);		//测周法得到频率fx = fc / N，这里不执行+1的操作也可
}