【STM32】通用定时器(TIM2到TIM5)

00. 目录

01. 通用定时器简介

通用定时器包含一个 16 位或 32 位自动重载计数器，该计数器由可编程预分频器驱动。

它们可用于多种用途，包括测量输入信号的脉冲宽度（ 输入捕获 ）或生成输出波形（ 输出比较和 PWM）。

使用定时器预分频器和 RCC 时钟控制器预分频器，可将脉冲宽度和波形周期从几微秒调制到几毫秒。

这些定时器彼此完全独立，不共享任何资源。

02. TIM2到TIM5主要特性

通用 TIMx 定时器具有以下特性：
● 16 位（TIM3 和 TIM4）或 32 位（TIM2 和 TIM5） 递增、递减和递增/递减自动重载计数器。
● 16 位可编程预分频器，用于对计数器时钟频率进行分频（即运行时修改），分频系数介于 1 到 65536 之间。
● 多达 4 个独立通道，可用于：
— 输入捕获
— 输出比较
— PWM 生成（边沿和中心对齐模式）
— 单脉冲模式输出
● 使用外部信号控制定时器且可实现多个定时器互连的同步电路。
● 发生如下事件时生成中断/DMA 请求：
— 更新：计数器上溢/下溢、计数器初始化（通过软件或内部/外部触发）
— 触发事件（计数器启动、停止、初始化或通过内部/外部触发计数）
— 输入捕获
— 输出比较
● 支持定位用增量（正交）编码器和霍尔传感器电路
● 外部时钟触发输入或逐周期电流管理

03. TIM2到TIM5功能说明

时基单元

可编程定时器的主要模块由一个 16 位/32 位计数器及其相关的自动重装寄存器组成。此计数器可采用递增方式计数。计数器的时钟可通过预分频器进行分频。

计数器、自动重载寄存器和预分频器寄存器可通过软件进行读写。即使在计数器运行时也可执行读写操作。

时基单元包括：

● 计数器寄存器 (TIMx_CNT)

● 预分频器寄存器 (TIMx_PSC)

● 自动重载寄存器 (TIMx_ARR)

自动重载寄存器是预装载的。对自动重载寄存器执行写入或读取操作时会访问预装载寄存器。预装载寄存器的内容既可以直接传送到影子寄存器，也可以在每次发生更新事件 (UEV)时传送到影子寄存器，这取决于 TIMx_CR1 寄存器中的自动重载预装载使能位 (ARPE)。当计数器达到上溢值（或者在递减计数时达到下溢值）并且 TIMx_CR1 寄存器中的 UDIS 位为0 时，将发送更新事件。该更新事件也可由软件产生。下文将针对各配置的更新事件的产生进行详细介绍。

计数器由预分频器输出 CK_CNT 提供时钟，仅当 TIMx_CR1 寄存器中的计数器启动位 (CEN)置 1 时，才会启动计数器（有关计数器使能的更多详细信息，另请参见从模式控制器的相关说明）。

请注意，真正的计数器使能信号 CNT_EN 在 CEN 置 1 的一个时钟周期后被置 1。

预分频器说明

预分频器可对计数器时钟频率进行分频，分频系数介于 1 到 65536 之间。该预分频器基于16 位/32 位寄存器（TIMx_PSC 寄存器）所控

制的 16 位计数器。由于该控制寄存器具有缓冲功能，因此预分频器可实现实时更改。而新的预分频比将在下一更新事件发生时被采用。

图 120 和 图 121 给出了在预分频比发生实时变化时一些计数器行为的示例：

预分频器分频由 1 变为 2 时的计数器时序图

预分频器分频由 1 变为 4 时的计数器时序图

计数器模式

递增计数模式

在递增计数模式下，计数器从 0 计数到自动重载值（TIMx_ARR 寄存器的内容），然后重新从 0 开始计数并生成计数器上溢事件。

递减计数模式

在递减计数模式下，计数器从自动重载值（TIMx_ARR 寄存器的内容）开始递减计数到 0，然后重新从自动重载值开始计数并生成计数器

下溢事件。

中心对齐模式（递增/ 递减计数）

在中心对齐模式下，计数器从 0 开始计数到自动重载值（TIMx_ARR 寄存器的内容）— 1，生成计数器上溢事件；然后从自动重载值开始

向下计数到 1 并生成计数器下溢事件。之后从0 开始重新计数。

04. 时钟选择

计数器时钟可由下列时钟源提供：

● 内部时钟 (CK_INT)

● 外部时钟模式 1：外部输入引脚 (TIx)

● 外部时钟模式 2：外部触发输入 (ETR)，仅适用于 TIM2、TIM3 和 TIM4。

● 内部触发输入 (ITRx)：使用一个定时器作为另一个定时器的预分频器，例如可以将定时器配置为定时器 2 的预分频器。

05. 寄存器

5.1 TIMx 控制寄存器 1 (TIMx_CR1)

TIMx control register 1
偏移地址：0x00
复位值：0x0000

5.2 TIMx 控制寄存器 2 (TIMx_CR2)

TIMx control register 2
偏移地址：0x04
复位值：0x0000

5.3 TIMx 从模式控制寄存器 (TIMx_SMCR)

TIMx slave mode control register
偏移地址：0x08
复位值：0x0000

5.4 TIMx DMA/ 中断使能寄存器 (TIMx_DIER)

TIMx DMA/Interrupt enable register
偏移地址：0x0C
复位值：0x0000

5.5 TIMx 状态寄存器 (TIMx_SR)

TIMx status register
偏移地址：0x10
复位值：0x0000

5.6 TIMx 事件生成寄存器 (TIMx_EGR)

TIMx event generation register
偏移地址：0x14
复位值：0x0000

5.7 TIMx 捕获/ 比较模式寄存器 1 (TIMx_CCMR1)

TIMx capture/compare mode register 1
偏移地址：0x18
复位值：0x0000

5.8 TIMx 捕获/ 比较模式寄存器 2 (TIMx_CCMR2)

TIMx capture/compare mode register 2
偏移地址：0x1C
复位值：0x0000

5.9 TIMx 捕获/ 比较使能寄存器 (TIMx_CCER)

TIMx capture/compare enable register
偏移地址：0x20
复位值：0x0000

5.10 TIMx 计数器 (TIMx_CNT)

TIMx counter
偏移地址：0x24
复位值：0x0000

5.11 TIMx 预分频器 (TIMx_PSC)

TIMx prescaler
偏移地址：0x28
复位值：0x0000

5.12 TIMx 自动重载寄存器 (TIMx_ARR)

TIMx auto-reload register
偏移地址：0x2C
复位值：0x0000

5.13 TIMx 捕获/ 比较寄存器 1 (TIMx_CCR1)

TIMx capture/compare register 1
偏移地址：0x34
复位值：0x0000 000

5.14 TIMx 捕获/ 比较寄存器 2 (TIMx_CCR2)

TIMx capture/compare register 2
偏移地址：0x38
复位值：0x0000 0000

5.15 TIMx 捕获/ 比较寄存器 3 (TIMx_CCR3)

TIMx capture/compare register 3
偏移地址：0x3C
复位值：0x0000 0000

5.16 TIMx 捕获/ 比较寄存器 4 (TIMx_CCR4)

TIMx capture/compare register 4
偏移地址：0x40
复位值：0x0000 0000

5.17 TIMx DMA 控制寄存器 (TIMx_DCR)

TIMx DMA control register
偏移地址：0x48
复位值：0x0000

5.18 TIMx 全传输 DMA 地址 (TIMx_DMAR)

TIMx DMA address for full transfer
偏移地址：0x4C
复位值：0x0000

5.19 TIM2 选项寄存器 (TIM2_OR)

TIM2 option register
偏移地址：0x50
复位值：0x0000

5.20 TIM5 选项寄存器 (TIM5_OR)

TIM5 option register
偏移地址：0x50
复位值：0x0000

06. 附录

6.1 【STM32】STM32系列教程汇总

网址：【STM32】STM32系列教程汇总

07. 声明

该教程参考了正点原子的《STM32 F4 开发指南》