輕松操作STM32F10X系列單片機(jī)的定時器

一、TIMx簡介

通用定時器是一個通過可編程預(yù)分頻器驅(qū)動的16位自動裝載計數(shù)器構(gòu)成。它適用于多種場合，包括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)。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。每個定時器都是完全獨(dú)立的，沒有互相共享任何資源。它們可以一起同步操作。

二、TIMx主要功能

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(dú)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

圖1 通用定時器框圖

注：Reg：根據(jù)控制位的設(shè)定，在U事件時傳送預(yù)加載寄存器的內(nèi)容至工作寄存器

斜向下的箭頭：事件

斜向上的箭頭：中斷和DMA輸出

三、TIMx功能描述

3.1 時基單元

可編程通用定時器的主要部分是一個16位計數(shù)器和與其相關(guān)的自動裝載寄存器。這個計數(shù)器可以向上計數(shù)、向下計數(shù)或者向上向下雙向計數(shù)。此計數(shù)器時鐘由預(yù)分頻器分頻得到。計數(shù)器、自動裝載寄存器和預(yù)分頻器寄存器可以由軟件讀寫，在計數(shù)器運(yùn)行時仍可以讀寫。

時基單元包含：

● 計數(shù)器寄存器(TIMx_CNT)

● 預(yù)分頻器寄存器 (TIMx_PSC)

● 自動裝載寄存器 (TIMx_ARR)

自動裝載寄存器是預(yù)先裝載的，寫或讀自動重裝載寄存器將訪問預(yù)裝載寄存器。根據(jù)在TIMx_CR1 寄存器中的自動裝載預(yù)裝載使能位(ARPE)的設(shè)置，預(yù)裝載寄存器的內(nèi)容被立即或在每次的更新事件UEV時傳送到影子寄存器。當(dāng)計數(shù)器達(dá)到溢出條件(向下計數(shù)時的下溢條件)并當(dāng)TIMx_CR1 寄存器中的UDIS位等于’0’時，產(chǎn)生更新事件。更新事件也可以由軟件產(chǎn)生。隨后會詳細(xì)描述每一種配置下更新事件的產(chǎn)生。計數(shù)器由預(yù)分頻器的時鐘輸出CK_CNT驅(qū)動，僅當(dāng)設(shè)置了計數(shù)器TIMx_CR1 寄存器中的計數(shù)器使能位(CEN)時， CK_CNT才有效。

注：真正的計數(shù)器使能信號CNT_EN是在CEN的一個時鐘周期后被設(shè)置。

預(yù)分頻器可以將計數(shù)器的時鐘頻率按1 到65536之間的任意值分頻。它是基于一個(在TIMx_PSC寄存器中的)16位寄存器控制的16位計數(shù)器。這個控制寄存器帶有緩沖器，它能夠在工作時被改變。新的預(yù)分頻器參數(shù)在下一次更新事件到來時被采用。（圖2和圖3給出了在預(yù)分頻器運(yùn)行時，更改計數(shù)器參數(shù)的例子。）

圖2 當(dāng)預(yù)分頻器的參數(shù)從1 變到2時，計數(shù)器的時序圖

圖3 當(dāng)預(yù)分頻器的參數(shù)從1 變到4時，計數(shù)器的時序圖

3.2 計數(shù)器模式

3.2.1 向上計數(shù)模式

在向上計數(shù)模式中，計數(shù)器從0計數(shù)到自動加載值(TIMx_ARR計數(shù)器的內(nèi)容)，然后重新從0開始計數(shù)并且產(chǎn)生一個計數(shù)器溢出事件。每次計數(shù)器溢出時可以產(chǎn)生更新事件，在TIMx_EGR寄存器中(通過軟件方式或者使用從模式控制器)設(shè)置UG位也同樣可以產(chǎn)生一個更新事件。設(shè)置TIMx_CR1 寄存器中的UDIS位，可以禁止更新事件；這樣可以避免在向預(yù)裝載寄存器中寫入新值時更新影子寄存器。在UDIS位被清’0’之前，將不產(chǎn)生更新事件。但是在應(yīng)該產(chǎn)生更新事件時，計數(shù)器仍會被清’0’，同時預(yù)分頻器的計數(shù)也被請0(但預(yù)分頻系數(shù)不變)。此外，如果設(shè)置了 TIMx_CR1 寄存器中的URS位(選擇更新請求)，設(shè)置UG位將產(chǎn)生一個更新事件UEV，但硬件不設(shè)置UIF標(biāo)志(即不產(chǎn)生中斷或DMA請求)；這是為了避免在捕獲模式下清除計數(shù)器時，同時產(chǎn)生更新和捕獲中斷。

當(dāng)發(fā)生一個更新事件時，所有的寄存器都被更新，硬件同時(依據(jù) URS 位)設(shè)置更新標(biāo)志位(TIMx_SR寄存器中的UIF位)。

● 預(yù)分頻器的緩沖區(qū)被置入預(yù)裝載寄存器的值(TIMx_PSC寄存器的內(nèi)容)。

● 自動裝載影子寄存器被重新置入預(yù)裝載寄存器的值(TIMx_ARR)。

下圖給出一些例子，當(dāng)TIMx_ARR=0x36時計數(shù)器在不同時鐘頻率下的動作。

圖4 計數(shù)器時序圖，內(nèi)部時鐘分頻因子為1

圖5 計數(shù)器時序圖，內(nèi)部時鐘分頻因子為2

圖6 計數(shù)器時序圖，內(nèi)部時鐘分頻因子為4

圖7 計數(shù)器時序圖，內(nèi)部時鐘分頻因子為N

圖8 計數(shù)器時序圖，當(dāng)ARPE=0時的更新事件(TIMx_ARR沒有預(yù)裝入)

圖9 計數(shù)器時序圖，當(dāng)ARPE=1 時的更新事件(預(yù)裝入了TIMx_ARR)

3.2.2 向下計數(shù)模式

在向下模式中，計數(shù)器從自動裝入的值(TIMx_ARR計數(shù)器的值)開始向下計數(shù)到0，然后從自動裝入的值重新開始并且產(chǎn)生一個計數(shù)器向下溢出事件。每次計數(shù)器溢出時可以產(chǎn)生更新事件，在TIMx_EGR寄存器中(通過軟件方式或者使用從模式控制器)設(shè)置UG位，也同樣可以產(chǎn)生一個更新事件。設(shè)置TIMx_CR1 寄存器的UDIS位可以禁止UEV事件。這樣可以避免向預(yù)裝載寄存器中寫入新值時更新影子寄存器。因此UDIS位被清為’0’之前不會產(chǎn)生更新事件。然而，計數(shù)器仍會從當(dāng)前自動加載值重新開始計數(shù)，同時預(yù)分頻器的計數(shù)器重新從0開始(但預(yù)分頻系數(shù)不變)。此外，如果設(shè)置了 TIMx_CR1 寄存器中的URS位(選擇更新請求) ，設(shè)置UG位將產(chǎn)生一個更新事件UEV但不設(shè)置UIF標(biāo)志(因此不產(chǎn)生中斷和DMA請求)，這是為了避免在發(fā)生捕獲事件并清除計數(shù)器時，同時產(chǎn)生更新和捕獲中斷。當(dāng)發(fā)生更新事件時，所有的寄存器都被更新，并且(根據(jù)URS位的設(shè)置)更新標(biāo)志位(TIMx_SR寄存器中的UIF位)也被設(shè)置。

● 預(yù)分頻器的緩存器被置入預(yù)裝載寄存器的值(TIMx_PSC寄存器的值)。

● 當(dāng)前的自動加載寄存器被更新為預(yù)裝載值(TIMx_ARR寄存器中的內(nèi)容)。

注：自動裝載在計數(shù)器重載入之前被更新，因此下一個周期將是預(yù)期的值。

以下是一些當(dāng)TIMx_ARR=0x36時，計數(shù)器在不同時鐘頻率下的操作例子。

圖10 計數(shù)器時序圖，內(nèi)部時鐘分頻因子為1

圖11 計數(shù)器時序圖，內(nèi)部時鐘分頻因子為2

圖12 計數(shù)器時序圖，內(nèi)部時鐘分頻因子為4

圖13 計數(shù)器時序圖，內(nèi)部時鐘分頻因子為N

圖14 計數(shù)器時序圖，當(dāng)沒有使用重復(fù)計數(shù)器時的更新事件

3.2.3 中央對齊模式(向上/向下計數(shù))

在中央對齊模式，計數(shù)器從0開始計數(shù)到自動加載的值(TIMx_ARR寄存器)?1 ，產(chǎn)生一個計數(shù)器溢出事件，然后向下計數(shù)到1 并且產(chǎn)生一個計數(shù)器下溢事件；然后再從0開始重新計數(shù)。在這個模式，不能寫入TIMx_CR1 中的DIR方向位。它由硬件更新并指示當(dāng)前的計數(shù)方向?？梢栽诿看斡嫈?shù)上溢和每次計數(shù)下溢時產(chǎn)生更新事件；也可以通過(軟件或者使用從模式控制器)設(shè)置TIMx_EGR寄存器中的UG位產(chǎn)生更新事件。然后，計數(shù)器重新從0開始計數(shù)，預(yù)分頻器也重新從0開始計數(shù)。設(shè)置TIMx_CR1 寄存器中的UDIS位可以禁止UEV事件。這樣可以避免在向預(yù)裝載寄存器中寫入新值時更新影子寄存器。因此UDIS位被清為’0’之前不會產(chǎn)生更新事件。然而，計數(shù)器仍會根據(jù)當(dāng)前自動重加載的值，繼續(xù)向上或向下計數(shù)。此外，如果設(shè)置了 TIMx_CR1 寄存器中的URS位(選擇更新請求) ，設(shè)置UG位將產(chǎn)生一個更新事件UEV但不設(shè)置UIF標(biāo)志(因此不產(chǎn)生中斷和DMA請求)，這是為了避免在發(fā)生捕獲事件并清除計數(shù)器時，同時產(chǎn)生更新和捕獲中斷。當(dāng)發(fā)生更新事件時，所有的寄存器都被更新，并且(根據(jù)URS位的設(shè)置)更新標(biāo)志位(TIMx_SR寄存器中的UIF位)也被設(shè)置。

● 預(yù)分頻器的緩存器被加載為預(yù)裝載(TIMx_PSC寄存器)的值。

● 當(dāng)前的自動加載寄存器被更新為預(yù)裝載值(TIMx_ARR寄存器中的內(nèi)容)。

注：如果因為計數(shù)器溢出而產(chǎn)生更新，自動重裝載將在計數(shù)器重載入之前被更新，因此下一個周期將是預(yù)期的值(計數(shù)器被裝載為新的值)。

以下是一些計數(shù)器在不同時鐘頻率下的操作的例子：

圖15 計數(shù)器時序圖，內(nèi)部時鐘分頻因子為1 ， TIMx_ARR=0x6

圖16 計數(shù)器時序圖，內(nèi)部時鐘分頻因子為2

圖17 計數(shù)器時序圖，內(nèi)部時鐘分頻因子為4， TIMx_ARR=0x36

圖18 計數(shù)器時序圖，內(nèi)部時鐘分頻因子為N

圖19 計數(shù)器時序圖， ARPE=1 時的更新事件(計數(shù)器下溢)

圖20 計數(shù)器時序圖， ARPE=1 時的更新事件(計數(shù)器溢出)

3.3 時鐘選擇

計數(shù)器時鐘可由下列時鐘源提供：

● 內(nèi)部時鐘(CK_INT)

● 外部時鐘模式1 ：外部輸入腳(TIx)

● 外部時鐘模式2：外部觸發(fā)輸入(ETR)

● 內(nèi)部觸發(fā)輸入(ITRx)：使用一個定時器作為另一個定時器的預(yù)分頻器，如可以配置一個定時器Timer1 而作為另一個定時器Timer2的預(yù)分頻器。

3.3.1 內(nèi)部時鐘源(CK_INT)

如果禁止了從模式控制器(TIMx_SMCR寄存器的SMS=000)，則CEN、 DIR(TIMx_CR1 寄存器)和UG位(TIMx_EGR寄存器)是事實上的控制位，并且只能被軟件修改(UG位仍被自動清除)。只

要CEN位被寫成’1’，預(yù)分頻器的時鐘就由內(nèi)部時鐘CK_INT提供。

下圖顯示了控制電路和向上計數(shù)器在一般模式下，不帶預(yù)分頻器時的操作。

圖21 一般模式下的控制電路，內(nèi)部時鐘分頻因子為1

3.3.2 外部時鐘源模式1

當(dāng)TIMx_SMCR寄存器的SMS=111 時，此模式被選中。計數(shù)器可以在選定輸入端的每個上升沿或下降沿計數(shù)。

圖22 TI2外部時鐘連接例子

例如，要配置向上計數(shù)器在T12輸入端的上升沿計數(shù)，使用下列步驟：

配置TIMx_CCMR1 寄存器CC2S=’01’，配置通道2檢測TI2輸入的上升沿
配置TIMx_CCMR1 寄存器的IC2F[3:0]，選擇輸入濾波器帶寬(如果不需要濾波器，保持IC2F=0000)

注：捕獲預(yù)分頻器不用作觸發(fā)，所以不需要對它進(jìn)行配置
配置TIMx_CCER寄存器的CC2P=’0’，選定上升沿極性
配置TIMx_SMCR寄存器的SMS=’111’，選擇定時器外部時鐘模式1
配置TIMx_SMCR寄存器中的TS=’110’，選定TI2作為觸發(fā)輸入源
設(shè)置TIMx_CR1 寄存器的CEN=’1’，啟動計數(shù)器

當(dāng)上升沿出現(xiàn)在TI2，計數(shù)器計數(shù)一次，且TIF標(biāo)志被設(shè)置。在TI2的上升沿和計數(shù)器實際時鐘之間的延時，取決于在TI2輸入端的重新同步電路。

圖23 外部時鐘模式1 下的控制電路

3.3.3 外部時鐘源模式2

選定此模式的方法為：令TIMx_SMCR寄存器中的ECE=1　　

計數(shù)器能夠在外部觸發(fā)ETR的每一個上升沿或下降沿計數(shù)（下圖是外部觸發(fā)輸入的框圖）

圖24 外部觸發(fā)輸入框圖

例如，要配置在ETR下每2個上升沿計數(shù)一次的向上計數(shù)器，使用下列步驟：

本例中不需要濾波器，置TIMx_SMCR寄存器中的ETF[3:0]=0000
設(shè)置預(yù)分頻器，置TIMx_SMCR寄存器中的ETPS[1:0]=01
設(shè)置在ETR的上升沿檢測，置TIMx_SMCR寄存器中的ETP=0
開啟外部時鐘模式2，置TIMx_SMCR寄存器中的ECE=1
啟動計數(shù)器，置TIMx_CR1 寄存器中的CEN=1

計數(shù)器在每2個ETR上升沿計數(shù)一次。

在ETR的上升沿和計數(shù)器實際時鐘之間的延時取決于在ETRP信號端的重新同步電路。

圖25 外部時鐘模式2下的控制電路

3.4 捕獲/比較通道

每一個捕獲/比較通道都是圍繞著一個捕獲/比較寄存器(包含影子寄存器)，包括捕獲的輸入部分(數(shù)字濾波、多路復(fù)用和預(yù)分頻器)，和輸出部分(比較器和輸出控制)。（下面幾張圖是一個捕獲/比較通道概覽。）

輸入部分對相應(yīng)的TIx輸入信號采樣，并產(chǎn)生一個濾波后的信號TIxF。然后，一個帶極性選擇的邊緣檢測器產(chǎn)生一個信號(TIxFPx)，它可以作為從模式控制器的輸入觸發(fā)或者作為捕獲控制。該信號通過預(yù)分頻進(jìn)入捕獲寄存器(ICxPS)。

圖26 捕獲/比較通道(如：通道1 輸入部分)

輸出部分產(chǎn)生一個中間波形OCxRef(高有效)作為基準(zhǔn)，鏈的末端決定最終輸出信號的極性。

圖27 捕獲/比較通道1 的主電路

圖28 捕獲/比較通道的輸出部分(通道1)

捕獲/比較模塊由一個預(yù)裝載寄存器和一個影子寄存器組成。讀寫過程僅操作預(yù)裝載寄存器。在捕獲模式下，捕獲發(fā)生在影子寄存器上，然后再復(fù)制到預(yù)裝載寄存器中。在比較模式下，預(yù)裝載寄存器的內(nèi)容被復(fù)制到影子寄存器中，然后影子寄存器的內(nèi)容和計數(shù)器進(jìn)行比較。

3.5 輸入捕獲模式

在輸入捕獲模式下，當(dāng)檢測到ICx信號上相應(yīng)的邊沿后，計數(shù)器的當(dāng)前值被鎖存到捕獲/比較寄存器(TIMx_CCRx)中。當(dāng)捕獲事件發(fā)生時，相應(yīng)的CCxIF標(biāo)志(TIMx_SR寄存器)被置’1’，如果使能了中斷或者DMA操作，則將產(chǎn)生中斷或者DMA操作。如果捕獲事件發(fā)生時CCxIF標(biāo)志已經(jīng)為高，那么重復(fù)捕獲標(biāo)志CCxOF(TIMx_SR寄存器)被置’1’。寫CCxIF=0可清除CCxIF，或讀取存儲在TIMx_CCRx寄存器中的捕獲數(shù)據(jù)也可清除CCxIF。寫CCxOF=0可清除CCxOF。

以下例子說明如何在TI1 輸入的上升沿時捕獲計數(shù)器的值到TIMx_CCR1 寄存器中，步驟如下：

● 選擇有效輸入端： TIMx_CCR1 必須連接到TI1 輸入，所以寫入TIMx_CCR1 寄存器中的CC1S=01 ，只要CC1S不為’00’，通道被配置為輸入，并且TM1_CCR1 寄存器變?yōu)橹蛔x。

● 根據(jù)輸入信號的特點(diǎn)，配置輸入濾波器為所需的帶寬(即輸入為TIx時，輸入濾波器控制位是TIMx_CCMRx寄存器中的ICxF位)。假設(shè)輸入信號在最多5個內(nèi)部時鐘周期的時間內(nèi)抖動，我們須配置濾波器的帶寬長于5個時鐘周期。因此我們可以(以fDTS頻率)連續(xù)采樣8次，以確認(rèn)在TI1 上一次真實的邊沿變換，即在TIMx_CCMR1 寄存器中寫入IC1F=0011 。

● 選擇TI1 通道的有效轉(zhuǎn)換邊沿，在TIMx_CCER寄存器中寫入CC1P=0(上升沿)。

● 配置輸入預(yù)分頻器。在本例中，我們希望捕獲發(fā)生在每一個有效的電平轉(zhuǎn)換時刻，因此預(yù)分頻器被禁止(寫TIMx_CCMR1 寄存器的IC1PS=00)。

● 設(shè)置TIMx_CCER寄存器的CC1E=1 ，允許捕獲計數(shù)器的值到捕獲寄存器中。

● 如果需要，通過設(shè)置TIMx_DIER寄存器中的CC1IE位允許相關(guān)中斷請求，通過設(shè)置TIMx_DIER寄存器中的CC1DE位允許DMA請求。

當(dāng)發(fā)生一個輸入捕獲時：

● 產(chǎn)生有效的電平轉(zhuǎn)換時，計數(shù)器的值被傳送到TIMx_CCR1 寄存器。

● CC1IF標(biāo)志被設(shè)置(中斷標(biāo)志)。當(dāng)發(fā)生至少2個連續(xù)的捕獲時，而CC1IF未曾被清除，CC1OF也被置’1’。

● 如設(shè)置了CC1IE位，則會產(chǎn)生一個中斷。

● 如設(shè)置了CC1DE位，則還會產(chǎn)生一個DMA請求。

為了處理捕獲溢出，建議在讀出捕獲溢出標(biāo)志之前讀取數(shù)據(jù)，這是為了避免丟失在讀出捕獲溢出標(biāo)志之后和讀取數(shù)據(jù)之前可能產(chǎn)生的捕獲溢出信息。

注：設(shè)置TIMx_EGR寄存器中相應(yīng)的CCxG位，可以通過軟件產(chǎn)生輸入捕獲中斷和/或DMA請求。

3.6 PWM輸入模式

該模式是輸入捕獲模式的一個特例，除下列區(qū)別外，操作與輸入捕獲模式相同：

● 兩個ICx信號被映射至同一個TIx輸入。

● 這2個ICx信號為邊沿有效，但是極性相反。

● 其中一個TIxFP信號被作為觸發(fā)輸入信號，而從模式控制器被配置成復(fù)位模式。

例如，你需要測量輸入到TI1 上的PWM信號的長度(TIMx_CCR1 寄存器)和占空比(TIMx_CCR2寄存器)，具體步驟如下(取決于CK_INT的頻率和預(yù)分頻器的值)

● 選擇TIMx_CCR1 的有效輸入：置TIMx_CCMR1 寄存器的CC1S=01(選擇TI1)。

● 選擇TI1FP1 的有效極性(用來捕獲數(shù)據(jù)到TIMx_CCR1 中和清除計數(shù)器)：置CC1P=0(上升沿有效)。

● 選擇TIMx_CCR2的有效輸入：置TIMx_CCMR1 寄存器的CC2S=10(選擇TI1)。

● 選擇TI1FP2的有效極性(捕獲數(shù)據(jù)到TIMx_CCR2)：置CC2P=1(下降沿有效)。

● 選擇有效的觸發(fā)輸入信號：置TIMx_SMCR寄存器中的TS=101(選擇TI1FP1)。

● 配置從模式控制器為復(fù)位模式：置TIMx_SMCR中的SMS=100。

● 使能捕獲：置TIMx_CCER寄存器中CC1E=1 且CC2E=1 。

圖29 PWM輸入模式時序

由于只有 TI1FP1 和 TI2FP2 連到了從模式控制器，所以 PWM 輸入模式只能使用 TIMx_CH1/TIMx_CH2信號。

3.7 強(qiáng)置輸出模式

在輸出模式(TIMx_CCMRx寄存器中 CCxS=00)下，輸出比較信號(OCxREF和相應(yīng)的OCx)能夠直接由軟件強(qiáng)置為有效或無效狀態(tài)，而不依賴于輸出比較寄存器和計數(shù)器間的比較結(jié)果。

置TIMx_CCMRx寄存器中相應(yīng)的OCxM=101 ，即可強(qiáng)置輸出比較信號(OCxREF/OCx)為有效狀態(tài)。這樣OCxREF被強(qiáng)置為高電平(OCxREF始終為高電平有效)，同時OCx得到CCxP極性位相反的值。

例如： CCxP=0(OCx高電平有效)，則OCx被強(qiáng)置為高電平。

置TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM=100，可強(qiáng)置OCxREF信號為低。

該模式下，在TIMx_CCRx影子寄存器和計數(shù)器之間的比較仍然在進(jìn)行，相應(yīng)的標(biāo)志也會被修改。因此仍然會產(chǎn)生相應(yīng)的中斷和DMA請求。這將會在下面的輸出比較模式一節(jié)中介紹。

3.8 輸出比較模式

此項功能是用來控制一個輸出波形，或者指示一段給定的的時間已經(jīng)到時。

當(dāng)計數(shù)器與捕獲/比較寄存器的內(nèi)容相同時，輸出比較功能做如下操作：

● 將輸出比較模式(TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM位)和輸出極性(TIMx_CCER寄存器中的CCxP位)定義的值輸出到對應(yīng)的引腳上。在比較匹配時，輸出引腳可以保持它的電平(OCxM=000)、被設(shè)置成有效電平(OCxM=001)、被設(shè)置成無效電平(OCxM=010)或進(jìn)行翻轉(zhuǎn)(OCxM=011)。

● 設(shè)置中斷狀態(tài)寄存器中的標(biāo)志位(TIMx_SR寄存器中的CCxIF位)。

● 若設(shè)置了相應(yīng)的中斷屏蔽(TIMx_DIER寄存器中的CCxIE位)，則產(chǎn)生一個中斷。

● 若設(shè)置了相應(yīng)的使能位(TIMx_DIER寄存器中的CCxDE位， TIMx_CR2寄存器中的CCDS位選擇DMA請求功能)，則產(chǎn)生一個DMA請求。

TIMx_CCMRx中的OCxPE位選擇TIMx_CCRx寄存器是否需要使用預(yù)裝載寄存器。

在輸出比較模式下，更新事件UEV對OCxREF和OCx輸出沒有影響。

同步的精度可以達(dá)到計數(shù)器的一個計數(shù)周期。輸出比較模式(在單脈沖模式下)也能用來輸出一個單脈沖。

輸出比較模式的配置步驟：

選擇計數(shù)器時鐘(內(nèi)部，外部，預(yù)分頻器)
將相應(yīng)的數(shù)據(jù)寫入TIMx_ARR和TIMx_CCRx寄存器中
如果要產(chǎn)生一個中斷請求和/或一個DMA請求，設(shè)置CCxIE位和/或CCxDE位。
選擇輸出模式，例如當(dāng)計數(shù)器CNT與CCRx匹配時翻轉(zhuǎn)OCx的輸出引腳， CCRx預(yù)裝載未用，開啟 OCx輸出且高電平有效，則必須設(shè)置OCxM=’011’、 OCxPE=’0’、 CCxP=’0’和CCxE=’1’。
設(shè)置TIMx_CR1 寄存器的CEN位啟動計數(shù)器

TIMx_CCRx寄存器能夠在任何時候通過軟件進(jìn)行更新以控制輸出波形，條件是未使用預(yù)裝載寄存器(OCxPE=’0’，否則TIMx_CCRx影子寄存器只能在發(fā)生下一次更新事件時被更新)。下圖給

出了一個例子。

圖30 輸出比較模式，翻轉(zhuǎn)OC1

3.9 PWM 模式

脈沖寬度調(diào)制模式可以產(chǎn)生一個由TIMx_ARR寄存器確定頻率、由TIMx_CCRx寄存器確定占空比的信號。

在TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM位寫入’110’(PWM模式1)或’111’(PWM模式2)，能夠獨(dú)立地設(shè)置每個OCx輸出通道產(chǎn)生一路PWM。必須設(shè)置TIMx_CCMRx寄存器OCxPE位以使能相應(yīng)的預(yù)裝載寄存器，最后還要設(shè)置TIMx_CR1 寄存器的ARPE位， (在向上計數(shù)或中心對稱模式中)使能自動重裝載的預(yù)裝載寄存器。

僅當(dāng)發(fā)生一個更新事件的時候，預(yù)裝載寄存器才能被傳送到影子寄存器，因此在計數(shù)器開始計數(shù)之前，必須通過設(shè)置TIMx_EGR寄存器中的UG位來初始化所有的寄存器。OCx的極性可以通過軟件在TIMx_CCER寄存器中的CCxP位設(shè)置，它可以設(shè)置為高電平有效或低電平有效。 TIMx_CCER寄存器中的CCxE位控制OCx輸出使能。在PWM模式(模式1 或模式2)下， TIMx_CNT和TIMx_CCRx始終在進(jìn)行比較， (依據(jù)計數(shù)器的計數(shù)方向 ) 以確定是否符合 TIMx_CCRx≤ TIMx_CNT 或者 TIMx_CNT ≤ TIMx_CCRx 。然而為了與OCREF_CLR的功能(在下一個PWM周期之前,ETR信號上的一個外部事件能夠清除OCxREF)一致，OCxREF信號只能在下述條件下產(chǎn)生：

● 當(dāng)比較的結(jié)果改變

● 當(dāng)輸出比較模式(TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM位)從“凍結(jié)” (無比較， OCxM=’000’)切換到某個PWM模式(OCxM=’110’或’111’)

這樣在運(yùn)行中可以通過軟件強(qiáng)置PWM輸出。根據(jù)TIMx_CR1 寄存器中 CMS位的狀態(tài)，定時器能夠產(chǎn)生邊沿對齊的PWM信號或中央對齊的PWM信號。

PWM 邊沿對齊模式（向上計數(shù)配置當(dāng)TIMx_CR1 寄存器中的DIR位為低的時候執(zhí)行向上計數(shù)。）下面是一個PWM模式1 的例子。當(dāng)TIMx_CNT

如果比較值為0，則OCxREF保持為’0’。下圖為TIMx_ARR=8時邊沿對齊的PWM波形實例。

圖31 邊沿對齊的PWM波形(ARR=8)

向下計數(shù)的配置（當(dāng)TIMx_CR1 寄存器的DIR位為高時執(zhí)行向下計數(shù)。）

在PWM模式1，當(dāng)TIMx_CNT>TIMx_CCRx時參考信號OCxREF為低，否則為高。如果TIMx_CCRx中的比較值大于TIMx_ARR中的自動重裝載值，則OCxREF保持為’1’。該模式下不能產(chǎn)生0％的PWM波形。

PWM 中央對齊模式（當(dāng)TIMx_CR1 寄存器中的CMS位不為’00’時，為中央對齊模式(所有其他的配置對OCxREF/OCx信號都有相同的作用)。）

根據(jù)不同的CMS位設(shè)置，比較標(biāo)志可以在計數(shù)器向上計數(shù)時被置’1’、在計數(shù)器向下計數(shù)時被置’1’、或在計數(shù)器向上和向下計數(shù)時被置’1’。 TIMx_CR1 寄存器中的計數(shù)方向位(DIR)由硬件更新，不要用軟件修改它。

● TIMx_ARR=8

● PWM模式1

● TIMx_CR1 寄存器中的CMS=01 ，在中央對齊模式1 時，當(dāng)計數(shù)器向下計數(shù)時設(shè)置比較標(biāo)志。

圖32 中央對齊的PWM波形(APR=8)

使用中央對齊模式的提示：

● 進(jìn)入中央對齊模式時，使用當(dāng)前的向上/向下計數(shù)配置；這就意味著計數(shù)器向上還是向下計數(shù)取決于TIMx_CR1 寄存器中DIR位的當(dāng)前值。此外，軟件不能同時修改DIR和CMS位。

● 不推薦當(dāng)運(yùn)行在中央對齊模式時改寫計數(shù)器，因為這會產(chǎn)生不可預(yù)知的結(jié)果。特別地：

─ 如果寫入計數(shù)器的值大于自動重加載的值(TIMx_CNT>TIMx_ARR)，則方向不會被更新。

例如，如果計數(shù)器正在向上計數(shù)，它就會繼續(xù)向上計數(shù)。

─ 如果將0或者TIMx_ARR的值寫入計數(shù)器，方向被更新，但不產(chǎn)生更新事件UEV。

● 使用中央對齊模式最保險的方法，就是在啟動計數(shù)器之前產(chǎn)生一個軟件更新(設(shè)置TIMx_EGR 位中的UG位)，不要在計數(shù)進(jìn)行過程中修改計數(shù)器的值。

3.10 單脈沖模式

單脈沖模式(OPM)是前述眾多模式的一個特例。這種模式允許計數(shù)器響應(yīng)一個激勵，并在一個程序可控的延時之后，產(chǎn)生一個脈寬可程序控制的脈沖。

可以通過從模式控制器啟動計數(shù)器，在輸出比較模式或者PWM模式下產(chǎn)生波形。設(shè)置TIMx_CR1寄存器中的OPM位將選擇單脈沖模式，這樣可以讓計數(shù)器自動地在產(chǎn)生下一個更新事件UEV時停止。僅當(dāng)比較值與計數(shù)器的初始值不同時，才能產(chǎn)生一個脈沖。啟動之前(當(dāng)定時器正在等待觸發(fā))，必須如下配置：

向上計數(shù)方式： CNT < CCRx ≤ ARR (特別地， 0 < CCRx)

向下計數(shù)方式： CNT > CCRx