参考江科大的讲解，记录了TIM通用定时器的常用功能，包括定时器中断，以及后面文章的输入捕获测量频率、输出比较实现PWM波、编码器测速等。

TIM定时器

TIM（Timer）是单片机最常用的片内外设之一，能够完成很多复杂任务，stm32系列的定时器资源分为高级定时器、通用定时器、基本定时器，最常用的是通用寄存器，高级定时器会在三相电机驱动用得较多： TIM定时器分类 其中STM32F103C8T6定时器资源包含TIM1、TIM2、TIM3、TIM4，即一个高级定时器+三个通用定时器。

基本定时器

基本定时器的任务主要是产生定时中断、主模式触发DAC： 基本定时器结构 基本定时器结构包含RCC内部时钟（c8t6主频72M），触发控制器（只能选择内部时钟、主模式DAC），以及时基单元。

时基单元包括预分频器PSC、自动重载寄存器、CNT计数器，PSC是一个16位寄存器，对内部72M时钟进行分频，最大65536分频。自动重载寄存器存储了计数的目标值，计数器从0开始向上向重载值计数，一旦达到重载值，就会产生定时器中断并且清零计数值重新计数，产生的中断既可以通向NVIC触发CPU中断处理，也可以作为事件中断连接其他片内外设。

基本定时器只支持向上计数，在通用、高级定时器中还支持向下计数、中央对齐模式，向下计数时计数器每次从重载值开始递减，直到计数器减为0触发中断，并且重新载入重载值计数；中央对齐模式计数器从0开始计数至重载值触发中断（不会清零），再计数递减至0触发定时器中断。定时器中断是针对内核的术语，实际上产生的是一种更新中断，在计数值==重载寄存器/计数值==0时，下一个时钟到来就会发生计数溢出，产生更新中断，也是定时器中断。

主模式DAC允许定时器中断（事件中断）直接驱动DAC模块输出波形，减轻了反复中断CPU的开销，主要原理是将定时中断通过TRGO（Trigger Out，触发输出）接到DAC触发引脚。（注：c8t6无DAC外设）

通用定时器

除了扩展了计数方式之外，通用定时器实现了更加复杂的定时器中断和事件中断功能，还扩展了其他功能包括输入捕获、输出比较、编码器测速等。 通用定时器结构 本文集中讨论的是定时器中断：

可以选择外部时钟：包括外部引脚时钟、片内其他定时器的时钟：

  • 外部引脚时钟可以经过滤波电路，由触发控制器进行选择作为定时器中断的时钟信号，可以完成一些电平计数任务（红外计数、光敏等）；

  • 此外可以和片内其他定时器级联的时钟：假设采用内部72MHz作为计数时钟，那么最长的计数间隔为： 最大分频

计数时间

计数器同样是一个16位寄存器，最大计数值为65535，即

即单级定时器最大计数时间不超过一分钟。

因此，如果采用级联的方式，那么两个定时器的计数时间为59.65s×65535（分频）×65535（计数）约八千多年，三个级联就能长达三十几万亿年，远超出宇宙寿命，stm32定义了定时器级联连接： 定时器级联

  • 最后是TIMx_CHx引脚捕获的时钟信号，信号的双边沿都能够作为计数的时钟。

高级定时器

计数单元增加了16位的重复计数寄存器，允许重复计数多次满（65535）后再触发中断，因此单个计数器的计数时间59.65s×65535约45天；其余输出相反相位PWM波、死区寄存器、刹车输出主要用于三相无刷电机的驱动（没用过，鸽。 高级定时器

分频细节

  • PSC分频本身也是一个16位计数器，当选择2分频时，实际上PSC寄存器的重载值是1，说明上层时钟上升沿到来（假设为内部时钟，记为CK_PSC），PSC寄存器反复在0和1之间计数，导致二分频。因此实际上的分频数满足： 分频数寄存器值 因此设置分频值时PSC应该设置为1而不是2

  • PSC分频值的更新是更新信号发生后有效，每次时基单元计数完毕才会发出更新事件信号。

影子寄存器（了解）

在图中自带阴影的寄存器，被称为影子寄存器（shadow register）；影子寄存器是时序变化的背后推手，在分频时要对预分频控制寄存器赋值，在重载计数预装值时要对自动重载预装载寄存器赋值，但是实际上还存在另外一种寄存器，分别是预分频缓冲区（预分频影子寄存器）、自动重载影子寄存器，它们会在更新事件信号到来时将前面的寄存器值送到影子寄存器，新的分频值、重载值才真正生效，这种机制避免了计数机制的一些错误，例如当当前计数超过新预装值时，较小的新预装值影响原来的计数时序，否则计数必须计到16位溢出才能判断异常。

通用定时器中断配置

通用定时器中断配置 通用定时器中断配置包含几个方面：

1. 选择时钟源

时钟源总共有四种：内部时钟、外部引脚时钟、TIM引脚通道以及其他定时器时钟，其中外部模式1和外部模式2结合通用寄存器结构图看，外部模式2特指外部引脚不经过TRGI触发直接使滤波信号ETRF作为时钟信号，一般用于完全依赖外界电平条件的计数，外部模式1则比较广泛，TIM捕获的边沿、外部引脚信号、编码器接口、其他定时器时钟都经过TRGI。 

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//默认不写也可：内部时钟
void TIM_InternalClockConfig(TIM_TypeDef* TIMx);

//ITRx代表来自其他定时器时钟
void TIM_ITRxExternalClockConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_InputTriggerSource);

//TIMx捕获时钟
void TIM_TIxExternalClockConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_TIxExternalCLKSource,
                                uint16_t TIM_ICPolarity, uint16_t ICFilter);
//外部模式1
void TIM_ETRClockMode1Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ExtTRGPrescaler, 
                                uint16_t TIM_ExtTRGPolarity,uint16_t ExtTRGFilter);

//外部模式2
void TIM_ETRClockMode2Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ExtTRGPrescaler, 
                                uint16_t TIM_ExtTRGPolarity, uint16_t ExtTRGFilter);

2. 时基电路配置

和GPIO、EXTI中断配置一样，TIM的时基电路采用结构体配置，其中TIM_ClockDivision是滤波电路的分频，可以额外再选择1、2、4分频； 

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void TIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct);
 - TIM_TimeBaseInitStruct：
 -- TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;    //1分频
    TIM_CounterMode;  //向上、向下、中央对齐  
    TIM_RepetitionCounter=0; //仅高级定时器：16位重复计数寄存器					
    TIM_Prescaler=7200-1;  //16位预分频值PSC
    TIM_Period=10000-1;	  //16位计算值ARR
分频、计数意义：72M/7200 = 10k，用10kHz频率计10k个数，即定时一秒。

3. 开启定时器中断

开启TIMx定时器，并且指定中断源TIM_IT；中断源来源根据场景不同选择，例如内部定时可以直接选择更新事件（UEV）中断，输出PWM波应该选择TIMx捕获中断、多相PWM输出应该选择相变中断等，结合实例看。 

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void TIM_ITConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT, FunctionalState NewState);

4. 配置NVIC

中断CPU的都应该配置NVIC分组+初始化： 

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NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //抢占优先级与响应优先级分组

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;                 //NVIC初始化，NVIC管理中断分配
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel=TIMx_IRQn;      //1打开TIMx的中断，参考stm32f10x.h以及对应密度宏定义
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;			//2 NVIC使能
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;  //3 设置先占优先级
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;		 //4 设置响应优先级
NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);

5. 使能定时器

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TIM_Cmd(TIMx, ENABLE);        //计数器使能

内部时钟+OLED时序每隔1s输出

采用内部72M时钟，定时1s，每隔1s OLED计数+1； 

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void Timer_InternalInit(void)          //内部时钟
{
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE); //配置RCC时钟，TIM2挂载在APB1总线
	TIM_InternalClockConfig(TIM2);            //采用内部时钟
	
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;         //时基电路初始化
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;      //1 选择分频
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;	//2 选择计数方式（向上、向下、交替）
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter=0;							//3 分频输出
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler=7200-1;					//4 预分频  stm32内部时钟72MHz，预分频7200-1代表每10k记一次
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period=10000-1;							//5 计数  计10000个数，即10kHz计10000个数，时间为1s，1秒触发一次中断
	TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStruct);      
	
	TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update); //清除TIM_TimeBaseInit的更新标志，防止上电时就产生一次更新中断。
	TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);     //更新响应 更新响应的中断是与cpu，事件响应是向其他外设
	
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //抢占优先级与响应优先级分组
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;                 //NVIC初始化，NVIC管理中断分配
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQn;      //1打开TIM2的中断
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;			//2 NVIC使能
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;  //3 设置先占优先级
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;				//4 设置响应优先级
	NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
	
	TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);        //计数器使能 	
}

//定时器处理中断
int16_t Num=0;

void TIM2_IRQHandler(void){ 
    if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update)==SET)
		Num++;
	TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);
}

//main.c    
Timer_InternalInit();
OLED_Init();
OLED_ShowString(1,1,"Hello Mo");
extern int16_t Num;
while(1){
    OLED_ShowNum(4,1,Num,4);
}

外部引脚红外计数

这个功能在EXTI也实现过，EXTI中断实现计数的原理是对外部信号的计数，TIM中断实现计数的原理是把外设看成是时钟的计数，二者几乎是等效的。如果是一些突发事件，例如按键按下等，选择EXTI，如果是一些周期性的计数事件，例如生产线的计件，选TIM。 

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void Timer_ExternalInit(void)
{	 
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);  //定时器
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); //GPIO
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;    //GPIO初始化
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
	
    //外部模式2，不分频、极性不反转（上升沿计数）、采用频率分频0（默认频率采样）
	TIM_ETRClockMode2Config(TIM2,TIM_ExtTRGPSC_OFF,TIM_ExtTRGPolarity_NonInverted,0X00);
	
    //时基电路
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;  //1分频 = 不分频
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上计数
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period=100-1;  //100个数才会产生更新事件
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler=2-1;  //1Hz，符合遮挡手速
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter=0;
	TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStruct);
	
	TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update); //清除TIM_TimeBaseInit的更新标志，防止上电时就产生一次更新中断
	TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);  //开启定时器中断：中断源为计数的更新事件，即满100个数
	
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);  //NVIC配置
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; 
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
	
	TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);  //开启定时器
}

//打印目前计数值
uint16_t Counter(void)
{
	return TIM_GetCounter(TIM2);
}

//每满100，Num才会+1，进位计数
int16_t Num=0;
void TIM2_IRQHandler(void){ 
    if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update)==SET)
	    Num++;		
	TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);
}

//main.c
Timer_ExternalInit();
extern int16_t Num;
OLED_Init();
OLED_ShowString(1,1,"NUM:");
OLED_ShowString(2,1,"Count:");
while(1)
{
    OLED_ShowNum(2,7,Num,5);
    OLED_ShowNum(3,7,Counter(),5);
}