1、TIM通用定时器介绍
通用定时器是一个通过可编程预分频器驱动的16位自动装载计数器构成。
它可以应用于多种场合，包括测量输入信号的脉冲长度（输入捕获 ）或者产生输出波形（输出比较PWM），使用定时器预分频器和RCC时钟控制器预分频器，脉冲长度和波形周期可以在几个微秒到几个毫秒间调整，而且每个定时器都是完全独立的，没有互相共享任何资源，因此这些定时器可以一起同步操作。
2、TIM定时器主要功能
在STM32F103系列中，通用定时器主要有TIM2、TIM3、TIM4、TIM5定时器，其功能包括：
（1）16位向上、向下、向上/向下自动装载计数器
（2）16位可编程（可实时修改）预分频器，计数器时钟频率的分配系数为：1~65536之间的任意数值
（3）每个通用定时器都有4个独立通道，每个通道都可以进行：
①输入捕获
②输出比较
③PWM生成（边缘或中间对齐模式）
④单脉冲模式输出
（4）使用外部信号控制定时器和定时器互连得同步电路
（5）以下事件发生时产生中断/DMA：
①更新：计数器向上溢出/向下溢出，计数器初始化（通过软件或内部/外部触发）
②触发事件（计数器启动、停止、初始化或者由内部/外部触发计数）
③输入捕获
④输出比较
（6）支持针对定位的增量（正交）编码器和霍尔传感器电路
（7）触发输入作为外部时钟或者按周期的电流管理
通用定时器框图
3、时基单元
可编程通用定时器的主要部分是一个16位计数器和与其相关的自动装载寄存器，这个计数器可以向上计数、向下计数或者向上向下双向计数。此计数器时钟由预分频器分配得到。
计数器、自动装载寄存器和预分频器寄存器可以由软件读写，在计数器运行时仍可以读写。
时基单元包含：
（1） 计数器寄存器
（2） 预分频器寄存器
（3） 自动装载寄存器
自动装载寄存器是预先装载的，写或读自动重装载寄存器将访问预装载寄存器。根据在TIMx_CR1寄存器中的自动装载预装载使能位（ARPE）的设置，预装载寄存器的内容被立即或在每次的更新事件UEV时传送到影子寄存器。当计数器达到溢出条件（向下计数时的下溢条件）并当TIMx_CR1寄存器中的UDIS位等于‘0’时，产生更新事件，更新事件也可以由软件产生。
4、计数器模式
（1）向上计数模式
在向上计数模式中，计数器从0计数到自动加载值（TIMx_ARR计数器的内容），然后重新从0开始计数并且产生一个计数器溢出事件。每次计数器溢出时可以产生更新事件，在TIMx_EGR寄存器中（通过软件方式或者使用从模式控制器）设置UG位也同样可以产生一个更新事件。
设置TIMx_CR1寄存器中的UDIS位，可以禁止更新事件；这样可以避免在向预装载寄存器中写入新值时更新影子寄存器，在UDIS位被清’0’之前，将不产生更新事件。但是在应该产生更新事件时，计数器仍会被清’0’，同时预分频器的计数也被请0(但预分频系数不变)。此外，如果设置了TIMx_CR1寄存器中的URS位(选择更新请求)，设置UG位将产生一个更新事件UEV，但硬件 不设置UIF标志(即不产生中断或DMA请求)；这是为了避免在捕获模式下清除计数器时，同时产生更新和捕获中断。当发生一个更新事件时，所有的寄存器都被更新，硬件同时(依据URS位)设置更新标志位(TIMx_SR寄存器中的UIF位)。
①预分频器的缓冲区被置入预装载寄存器的值(TIMx_PSC寄存器的内容)。 ②自动装载影子寄存器被重新置入预装载寄存器的值(TIMx_ARR)。
（2）向下计数模式
在向下模式中，计数器从自动装入的值（TIMx_ARR计数器的值）开始向下计数到0,然后从自动装入的值重新开始并且产生一个计数器向下溢出事件。每次计数器溢出时可以产生更新事件，在TIMx_EGR寄存器中（通过软件方式或者使用从模式控 制器）设'置UG位,也同样可以产生一个更新事件。设置TIMx_CR 1寄存器的UDIS位可以禁止UEV事件。这样可以避免向预装载寄存器中写入新值 时更新影子寄存器。因此UDIS位被清为'0'之前不会产生更新事件。然而，计数器仍会从'当前自 动加载值重新开始计数，同时预分频器的计数器重新从0开始（但预分频系数不变）。此外，如果设置了TIMx_CR 1寄存器中的URS位（选择更新请求），设置UG位将产生一个更新事 件UEV但不设置UF标忐（因此不产生中断和DMA请求），这是为了避免在发生捕获事件并清除计 数器时，同时产生更新和捕获中断。当发生更新事件时，所有的寄存器都被更新，并且（根据URS位的设置）更新标志位（TIMx_SR寄 存器中的UIF位）也被设置。
①预分频器的缓存器被置入预装载寄存器的值（TIMx_PSC寄存器的值）。
②当前的自动加载寄存器被更新为预装载值（TIMx_ARR寄存器中的内容）。注：自动装载在计数器重载入之前被更新，因此下一个周期将是预期的值。
（3）中央对齐模式（向上/向下计数）
在中央对齐模式，计数器从0开始计数到自动加载的值（TIMx_ARR寄存器）-1,产生一个计数器 溢出事件，然后向下计数到1并且产生一个计数器下溢事件：然后再从0开始重新计数。在这个模式，不能写入TIMx_CR 1中的DIR方向位。它由硬件更新并指示当前的计数方向。可以在每次计数上溢和每次计数下溢时产生更新事件；也可以通过（软件或者使用从模式控制器） 设置TIMx_EGR寄存器中的UG位产生更新事件。然后，计数器重新从0开始计数，预分频器也 重新从0开始计数：设置TIMx_CR 1寄存器中的UDIS位可以禁止UEV事件。这样可以避免在向预装载寄存器中写入 新值时更新影子寄存器。因此UDIS位被清为'0'之前不会产生更新事件。然而，计数器仍会根据 当前'I动重加载的值，继续向上或向下计数。此外，如果设置了 TIMx_CR 1寄存器中的URS位（选择更新请求），设置UG位将产生一个更新事 件UEV但不设置UIF标志（因此不产生中断和DMA请求），这是为了避免在发生捕获事件并清除计 数器时，同时产生更新和捕数中断。当发生更新事件时，所有的寄存器都被更新，并且（根据URS位的设置）更新标志位（TIMx_SR寄 存器中的UIF位）也被设置。
①预分频器的缓存器被加载为预装载（TIMx_PSC寄存器）的值。
②当前的自动加载寄存器被更新为预装载值（TIMx_ARR寄存器中的内容）。注：如果因为计数 器溢出而产生更新，自动重装载将在计数器重载入之前被更新，因此下一个周期将是预期 的值（计数器被装载为新的为）。
5、PWM模式
脉冲宽度调制模式可以产生一个由TIMx_ARR寄存器确定频率、由TIMx_CCRx寄存器确定占空比的信号，在TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM位写入‘110’（PWM模式1）或‘111’（PWM模式2），能够独立地设置每个OCx输出通道产生一路PWM。必须设置TIMx_CCMRx寄存器OCxPE位以使能相应的预装载寄存器，最后还要设置TIMx_CR1寄存器的ARPE位，（在向上计数或中心对称模式中）使能自动重装载的预装载寄存器。
仅当发生一个更新事件的时候，预装载寄存器才能被传送到影子寄存器，因此在计数器开始计数之前，必须通过设置TIMx_EGR寄存器中的UG位来初始化所有的寄存器。
OCx的极性可以通过软件在TIMx_CCER寄存器中的CCxP位设置，它可以设置为高电平有效或低电平有效。TIMx_CCER寄存器中的CCxE位控制OCx输出使能。
在PWM模式（模式1或模式2）下，TIMx_CNT和TIMx_CCRx始终在进行比较，（依据计数器的计数方向）以确定是否符合TIMx_CCRx<=TIMx_CNT或者TIMx_CNT<=TIMx_CCRx。为了与OCREF_CLR的功能（在下一个PWM周期之前，ETR信号上的一个外部事件能够清除OCxREF）一致。
根据TIMx_CR1寄存器中CMS位的状态，定时器能够产生边沿对齐的PWM信号或中央对齐的PWM信号。
void Tim4_Config(uint16_t psc,uint16_t arr)
{
RCC->APB2ENR |=(0x01<<2)|(0x01<<3)|(0x01<<0);//开启PB、PA时钟以及AFIO时钟
RCC->APB1ENR |=(0x01<<2);//开启定时器4
GPIOA->CRH &=~(0x0f<<8);
GPIOA->CRH |=(0x03<<8);//PA10通用推挽输出，最大速度为50Mhz
GPIOB->CRH &=~(0x0f<<4);
GPIOB->CRH |=(0x0B<<4);//复用推挽输出
TIM4->CR1 =0;
TIM4->CCMR2 |=(0x06<<12);//定时器4，通道4配置为输出比较4模式，设置为PWM1模式
TIM4->CCER |=(0x01<<12);//输出使能，极性
TIM4->PSC =psc-1;//预分频器
TIM4->ARR =arr-1;//重装载值
TIM4->CCR4 =arr/2;//设置比较值
TIM4->CR1 &=~(0x01<<0);
TIM4->DIER |=(0x01<<0);//允许更新中断
NVIC_EnableIRQ (TIM4_IRQn);
TIM4->CR1 |=(0x01<<0);
}
1、TIM通用定时器介绍
通用定时器是一个通过可编程预分频器驱动的16位自动装载计数器构成。
它可以应用于多种场合，包括测量输入信号的脉冲长度（输入捕获 ）或者产生输出波形（输出比较PWM），使用定时器预分频器和RCC时钟控制器预分频器，脉冲长度和波形周期可以在几个微秒到几个毫秒间调整，而且每个定时器都是完全独立的，没有互相共享任何资源，因此这些定时器可以一起同步操作。
2、TIM定时器主要功能
在STM32F103系列中，通用定时器主要有TIM2、TIM3、TIM4、TIM5定时器，其功能包括：
（1）16位向上、向下、向上/向下自动装载计数器
（2）16位可编程（可实时修改）预分频器，计数器时钟频率的分配系数为：1~65536之间的任意数值
（3）每个通用定时器都有4个独立通道，每个通道都可以进行：
①输入捕获
②输出比较
③PWM生成（边缘或中间对齐模式）
④单脉冲模式输出
（4）使用外部信号控制定时器和定时器互连得同步电路
（5）以下事件发生时产生中断/DMA：
①更新：计数器向上溢出/向下溢出，计数器初始化（通过软件或内部/外部触发）
②触发事件（计数器启动、停止、初始化或者由内部/外部触发计数）
③输入捕获
④输出比较
（6）支持针对定位的增量（正交）编码器和霍尔传感器电路
（7）触发输入作为外部时钟或者按周期的电流管理
通用定时器框图
3、时基单元
可编程通用定时器的主要部分是一个16位计数器和与其相关的自动装载寄存器，这个计数器可以向上计数、向下计数或者向上向下双向计数。此计数器时钟由预分频器分配得到。
计数器、自动装载寄存器和预分频器寄存器可以由软件读写，在计数器运行时仍可以读写。
时基单元包含：
（1） 计数器寄存器
（2） 预分频器寄存器
（3） 自动装载寄存器
自动装载寄存器是预先装载的，写或读自动重装载寄存器将访问预装载寄存器。根据在TIMx_CR1寄存器中的自动装载预装载使能位（ARPE）的设置，预装载寄存器的内容被立即或在每次的更新事件UEV时传送到影子寄存器。当计数器达到溢出条件（向下计数时的下溢条件）并当TIMx_CR1寄存器中的UDIS位等于‘0’时，产生更新事件，更新事件也可以由软件产生。
4、计数器模式
（1）向上计数模式
在向上计数模式中，计数器从0计数到自动加载值（TIMx_ARR计数器的内容），然后重新从0开始计数并且产生一个计数器溢出事件。每次计数器溢出时可以产生更新事件，在TIMx_EGR寄存器中（通过软件方式或者使用从模式控制器）设置UG位也同样可以产生一个更新事件。
设置TIMx_CR1寄存器中的UDIS位，可以禁止更新事件；这样可以避免在向预装载寄存器中写入新值时更新影子寄存器，在UDIS位被清’0’之前，将不产生更新事件。但是在应该产生更新事件时，计数器仍会被清’0’，同时预分频器的计数也被请0(但预分频系数不变)。此外，如果设置了TIMx_CR1寄存器中的URS位(选择更新请求)，设置UG位将产生一个更新事件UEV，但硬件 不设置UIF标志(即不产生中断或DMA请求)；这是为了避免在捕获模式下清除计数器时，同时产生更新和捕获中断。当发生一个更新事件时，所有的寄存器都被更新，硬件同时(依据URS位)设置更新标志位(TIMx_SR寄存器中的UIF位)。
①预分频器的缓冲区被置入预装载寄存器的值(TIMx_PSC寄存器的内容)。 ②自动装载影子寄存器被重新置入预装载寄存器的值(TIMx_ARR)。
（2）向下计数模式
在向下模式中，计数器从自动装入的值（TIMx_ARR计数器的值）开始向下计数到0,然后从自动装入的值重新开始并且产生一个计数器向下溢出事件。每次计数器溢出时可以产生更新事件，在TIMx_EGR寄存器中（通过软件方式或者使用从模式控 制器）设'置UG位,也同样可以产生一个更新事件。设置TIMx_CR 1寄存器的UDIS位可以禁止UEV事件。这样可以避免向预装载寄存器中写入新值 时更新影子寄存器。因此UDIS位被清为'0'之前不会产生更新事件。然而，计数器仍会从'当前自 动加载值重新开始计数，同时预分频器的计数器重新从0开始（但预分频系数不变）。此外，如果设置了TIMx_CR 1寄存器中的URS位（选择更新请求），设置UG位将产生一个更新事 件UEV但不设置UF标忐（因此不产生中断和DMA请求），这是为了避免在发生捕获事件并清除计 数器时，同时产生更新和捕获中断。当发生更新事件时，所有的寄存器都被更新，并且（根据URS位的设置）更新标志位（TIMx_SR寄 存器中的UIF位）也被设置。
①预分频器的缓存器被置入预装载寄存器的值（TIMx_PSC寄存器的值）。
②当前的自动加载寄存器被更新为预装载值（TIMx_ARR寄存器中的内容）。注：自动装载在计数器重载入之前被更新，因此下一个周期将是预期的值。
（3）中央对齐模式（向上/向下计数）
在中央对齐模式，计数器从0开始计数到自动加载的值（TIMx_ARR寄存器）-1,产生一个计数器 溢出事件，然后向下计数到1并且产生一个计数器下溢事件：然后再从0开始重新计数。在这个模式，不能写入TIMx_CR 1中的DIR方向位。它由硬件更新并指示当前的计数方向。可以在每次计数上溢和每次计数下溢时产生更新事件；也可以通过（软件或者使用从模式控制器） 设置TIMx_EGR寄存器中的UG位产生更新事件。然后，计数器重新从0开始计数，预分频器也 重新从0开始计数：设置TIMx_CR 1寄存器中的UDIS位可以禁止UEV事件。这样可以避免在向预装载寄存器中写入 新值时更新影子寄存器。因此UDIS位被清为'0'之前不会产生更新事件。然而，计数器仍会根据 当前'I动重加载的值，继续向上或向下计数。此外，如果设置了 TIMx_CR 1寄存器中的URS位（选择更新请求），设置UG位将产生一个更新事 件UEV但不设置UIF标志（因此不产生中断和DMA请求），这是为了避免在发生捕获事件并清除计 数器时，同时产生更新和捕数中断。当发生更新事件时，所有的寄存器都被更新，并且（根据URS位的设置）更新标志位（TIMx_SR寄 存器中的UIF位）也被设置。
①预分频器的缓存器被加载为预装载（TIMx_PSC寄存器）的值。
②当前的自动加载寄存器被更新为预装载值（TIMx_ARR寄存器中的内容）。注：如果因为计数 器溢出而产生更新，自动重装载将在计数器重载入之前被更新，因此下一个周期将是预期 的值（计数器被装载为新的为）。
5、PWM模式
脉冲宽度调制模式可以产生一个由TIMx_ARR寄存器确定频率、由TIMx_CCRx寄存器确定占空比的信号，在TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM位写入‘110’（PWM模式1）或‘111’（PWM模式2），能够独立地设置每个OCx输出通道产生一路PWM。必须设置TIMx_CCMRx寄存器OCxPE位以使能相应的预装载寄存器，最后还要设置TIMx_CR1寄存器的ARPE位，（在向上计数或中心对称模式中）使能自动重装载的预装载寄存器。
仅当发生一个更新事件的时候，预装载寄存器才能被传送到影子寄存器，因此在计数器开始计数之前，必须通过设置TIMx_EGR寄存器中的UG位来初始化所有的寄存器。
OCx的极性可以通过软件在TIMx_CCER寄存器中的CCxP位设置，它可以设置为高电平有效或低电平有效。TIMx_CCER寄存器中的CCxE位控制OCx输出使能。
在PWM模式（模式1或模式2）下，TIMx_CNT和TIMx_CCRx始终在进行比较，（依据计数器的计数方向）以确定是否符合TIMx_CCRx<=TIMx_CNT或者TIMx_CNT<=TIMx_CCRx。为了与OCREF_CLR的功能（在下一个PWM周期之前，ETR信号上的一个外部事件能够清除OCxREF）一致。
根据TIMx_CR1寄存器中CMS位的状态，定时器能够产生边沿对齐的PWM信号或中央对齐的PWM信号。
void Tim4_Config(uint16_t psc,uint16_t arr)
{
RCC->APB2ENR |=(0x01<<2)|(0x01<<3)|(0x01<<0);//开启PB、PA时钟以及AFIO时钟
RCC->APB1ENR |=(0x01<<2);//开启定时器4
GPIOA->CRH &=~(0x0f<<8);
GPIOA->CRH |=(0x03<<8);//PA10通用推挽输出，最大速度为50Mhz
GPIOB->CRH &=~(0x0f<<4);
GPIOB->CRH |=(0x0B<<4);//复用推挽输出
TIM4->CR1 =0;
TIM4->CCMR2 |=(0x06<<12);//定时器4，通道4配置为输出比较4模式，设置为PWM1模式
TIM4->CCER |=(0x01<<12);//输出使能，极性
TIM4->PSC =psc-1;//预分频器
TIM4->ARR =arr-1;//重装载值
TIM4->CCR4 =arr/2;//设置比较值
TIM4->CR1 &=~(0x01<<0);
TIM4->DIER |=(0x01<<0);//允许更新中断
NVIC_EnableIRQ (TIM4_IRQn);
TIM4->CR1 |=(0x01<<0);
}
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