一、TIM简介

TIM(Timer)定时器
定时器可以对输入的时钟进行计数，并在计数值达到设定值时触发中断
16位计数器、预分频器、自动重装寄存器的时基单元，在72MHz计数时钟下可以实现最大59.65的定时
不仅具备基本的定时中断功能，而且还包含内外时钟源选择、输入捕获、输出比较、编码器接口、主从触发模式等多种功能
根据复杂度和应用场景分为了高级定时器、通用定时器、基本定时器三种类型

二、定时器类型

类型	型号	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

个人使用的时STM32F103C8T6芯片，所以定时器资源：TIM1、TIM2、TIM3、TIM4

三、基本定时器

图3-1基本定时器

基本定时器中有三个重要的寄存器，分别是预分频器、计数器、自动重装寄存器，构成了最基本的计数计时电路，这块电路叫做时基单元。

预分频器，连接的是基准计数时钟的输入，基本定时器只能选择内部时钟，连接的是CK_INT，来源是RCC_TIMxCLK，频率值一般都是系统的主频72MHz。

预分频器：可以对72MHz的计数时钟进行预分频，比如这个计数器写0，就是不分频，或者说是1分频，输出频率=输入频率=72MHz。如果预分频器写1，就是2分频，输出频率=输入频率/2=36MHz；如果写2，就是3分频，输出=输入/3，以此类推。所以实际分频系数=预分频器的值+1。预分频器是16位，所以最大值写65535，也就是65536分频。

计数器：可以对预分频后的计数时钟进行计数，计数时钟每来一个上升沿，计数器的值就加1，计数器也是16位，范围在0~65535，超过65535，计数器就会回到0重新开始。所以计数器的值在计时过程中会不断自增运行，当自增运行到目标值时，产生中断，那就完成了定时的任务，如图3-2，当计数值到达目标值时，产生中断信号，清零。

图3-2

自动重装寄存器：存储目标值的寄存器，也是16位，存的是我们的计数目标。运行过程中，计数值不断自增，自动重装值是固定的目标，当计数值等于自动重装值时，也就是计时时间到，产生中断信号，开始下一次计数计时。

图3-1中自动重装载寄存器出现的向上折线箭头，代表是产生的中断信号，计数值等于自动重装值产生的中断叫做“更新中断”，“更新中断”会通往NVIC，再配置好NVIC的定时器通道，最后在CPU得到响应；向下的折线箭头，代表的是产生一个事件，对应的叫做“更新事件”，不会触发中断，但是触发内部其他电路的工作。

四、通用定时器

图4-1通用定时器框图

图4-2

通用定时器：最核心的一部分，是时基单元结构与基本定时器一样。

内外时钟源选择：对于基本定时器而言，定时只能选择内部时钟，也就是系统频率为72MHz，通用定时器，时钟源不仅可以选择内部72MHz时钟，还可以选择外部时钟。

外部时钟：TIMx_ETR引脚的外部时钟，在图4-2可以看到TIMx_ETR，意思就是TIMx_的CH1和ETR都复用在这个位置，也就是PA0引脚

图4-3

外部时钟模式2：我们在TIM2的ETR引脚，在PA0上借一个外部方波时钟，配置好内部的极性选择，边沿检测和预分频器电路，再配置输入滤波电路，这两块电路可以对外部时钟进行一定的整形，（外部引脚的时钟，难免会有些毛刺，这些电路可以对输入的波形进行滤波）滤波后的信号分两路，上面一路ETRF进入触发控制器，接着就可以选择作为时基单元的时钟。

外部时钟模式1：TRGI主要时用作触发输入来使用的，这个触发输入可以触发定时器的从模式，当TRGI当作外部时钟来使用的时候，这一路叫做“外部时钟模式1”。

ITR信号：这一部分的时钟信号是来自其他定时器的，从右边可以看出，这主模式TRGO可以通向其他定时器，通向其他定时器时，就接到了其他定时器的ITR引脚上来，ITR0~ITR3分别来自其他4个定时器的TGRO输出

图4-4ITR与定时连接器连接关系表

级联：通过ITR与其他4个定时器的连接，可以实现定时器级联的功能，可以有图4-4所示

例1：初始化TIM3，然后使用主模式把它的更新事件映射到TRGO上，再初始化TIM2，选择ITR2，对应的就是TIM3和TRGO，再选择时钟为外部时钟模式1，这样TIM3的更新事件就可以驱动TIM2的时基单元，就实现了定时器的级联。

例2：选择TI1F_ED，连接输入捕获单元的CH1引脚，就是从CH1引脚获得时钟，这里后缀加一个ED（Edge）就是边沿的意思，也就是通过这路的时钟，上升沿和下降沿均有效。

总结：外部时钟模式1输入：ETR引脚，其他定时器CH1引脚的边沿，CH1引脚和CH2引脚。一般情况选外部时钟选择ETR引脚外部时钟模式2输入即可。

图4-5

由图4-5，左边一块是输入捕获电路，由四个通道，对应的是CH1至CH4引脚，可以用于测输入方波的频率等。

右边一块是输出比较电路，总共由四个通道，分别也是对CH1至CH4引脚，可以用于输出OWM波形，驱动电机

中间的寄存器是捕获比较寄存器，是输入捕获和输出比较电路公用的，因为输入捕获和输出比较不能同时使用，所以这里的寄存器是共同的，引脚也是用公用的。

五、高级定时器

图5-1高级定时器

高级定时器如图5-1，左上部分没有太大的变化，主要改动的是右边的部分

重复计时器：在申请中断的地方增加了一个重复次数计数器，有了这个计数器，可以实现每隔几个计数周期才发生一次更新事件和更新中断

原来的结构是每个计数周期完成后就都回发生更新，现在有个重复计数器，可以实现每隔几个周期再更新依次，相当于对输出的更新信号又做了依次分频，对于高级定时器，之前计算最大定时的事件是59s多，在这里再成一个65536，提升了很多定时的事件，这就是重复计数器的工作流程

高级定时器的输出比较模块（DTG死区生成电路和互补输出）：DTG（Dead Time Generate）是死去生成电路，左边的输出引脚由原来的一个变成两个互补的输出，可以输出一堆互补的PWM波，是为了驱动三项无刷电机的。

注：三相无刷电机的驱动电路一般需要3个桥臂，每个桥臂2个开关管来控制，总共需要6个功率开关管来控制，所以这里的输出PWM引脚的前3路就变成了互补的输出而第四路没有什么变化，因为三相电路只需要三路

图5-2死区生成电路

如图5-2，为了防止互补输出的PWM驱动桥臂时，再开关切换瞬间，由于器件的不理想，造成短暂的直通现象，所以前面这里加上死区生成电路，再开关切换的瞬间，产生一定时长的死区，让桥臂的上下管全部关断，防止直通现象。

刹车输入功能：是为了给电机驱动提供安全保障的，如果外部引脚BKIN（Break IN）产生了刹车信号，或者内部时钟失效，产生了故障，那么控制电路就会自动切断电机的输出，防止意外的发生。

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