定时器时基单元的基础知识

时基单元

STM32 定时器的时基单元是定时器的核心模块，用于 ​生成精确的时间间隔​ 或 ​控制事件频率。其功能包括：

• ​计时：测量时间间隔或产生固定周期的中断。
• ​PWM 生成：通过输出比较通道产生脉宽调制信号。
• ​输入捕获：测量外部信号的频率或占空比。

时基单元由时钟来源、开关、PSC预分频器、CNT计数器、ARR自动重装寄存器、RCR重复计数器。其中他们的作用如下

模块	作用
​预分频器（PSC）​​	将定时器时钟（CKTim）分频，得到计数器时钟
​自动重载寄存器（ARR）​​	设定计数器自动重置的值（计数值达到 ARR 后触发溢出事件）。
​计数器寄（CNT）​​	当前计数值（从 0 开始递增，直到等于 ARR 后重置）。
重复计数器（RCR）	主要用于​控制定时器操作的重复次数

预分频器（PSC）

      PSC的作用

        降低时钟频率，定时器的输入时钟（CKTim）通常较高（如 72MHz），直接使用会导致计数器溢出过快。​预分频器将输入时钟分频，得到更低的计数器时钟，从而延长计数周期。​灵活调整定时精度，通过修改 PSC 值，可以在 ​大范围​ 内调整定时器的分辨率。

       如何分频

• 分频公式：

  

  • CKTim​: 定时器输入时钟频率（由 RCC 配置决定）。
  • PSC: 预分频器值（取值范围 0 ~ 65535）。

• ​举例：

  • 若系统时钟为 72MHz，设置 PSC = 719，则计数器时钟为：

计数器（CNT） 

CNT 计数器的作用

• 实时计数，按照预设的时钟频率递增或递减，记录时间或事件的数量。

• ​触发溢出事件，当计数器达到 ARR 的值（向上计数模式）或 0（向下计数模式）时，触发溢出中断（Update Interrupt）。

• ​支持多种模式，可配置为向上计数（Count Up）、向下计数（Count Down）或中心对齐（Center-Aligned）模式。

模式​	​工作流程​
​向上计数​	CNT 从 0 开始递增，直到达到 ARR 后重置为 0，触发溢出事件。
​向下计数​	CNT 从 ARR 开始递减，直到达到 0 后重置为 ARR，触发溢出事件。
​中心对齐​	CNT 先递增到 ARR，再递减到 1（奇数）或 0（偶数），触发两次溢出事件后重置。

自动重装寄存器（ARR）

ARR 的作用

• ​定义计数器上限，计数器（CNT）从 0 开始递增，当达到 ARR 的值后触发溢出事件，并自动重置为 0，开始新一轮计数。

• ​生成固定周期的中断，每次计数器溢出时触发中断（如 TIMx_IRQHandler()），可用于实时任务调度或事件检测。

• ​PWM 信号的基础，在 PWM 模式中，ARR 决定信号的周期，输出比较寄存器（OCx）决定占空比。

工作原理

计数器模式与 ARR 的关系

​计数器模式​	​ARR 的行为​
​向上计数​	计数器从 0 增加到 ARR，触发溢出后重置为 0。
​向下计数​	计数器从 ARR 减少到 0，触发溢出后重置为 ARR。
​中心对齐​	计数器从 0 增加到 ARR，再减少到 1，触发两次溢出后重置为 0（取决于奇偶性）。

​2. 溢出事件的处理

• ​中断触发：溢出事件会触发 TIMx_IRQHandler()，需在中断服务程序中处理（如更新状态、触发动作）。
• ​DMA 请求：可配置为通过 DMA 传输数据，避免中断延迟。

重复寄存器（RCR）

RCR 的功能

• ​周期性重复触发事件，当定时器完成一个完整的周期（由 ARR 寄存器设置的自动重载值决定）后，会根据 RCR 的值重复执行操作（如中断、PWM 输出等），直到达到指定的重复次数。

• ​扩展定时器的操作模式，在单次定时器周期内，支持多轮计数。

RCR 的工作原理

​配置流程​

• ​步骤 1：设置定时器的基本参数（预分频器、计数模式、时钟源等）。
• ​步骤 2：通过 RCR 寄存器设定重复次数。
• ​步骤 3：启动定时器，开始计数。

操作流程​

• ​第一轮：计数器从 0 开始递增，达到 ARR 后触发事件（如中断），并重置为 0。
• ​后续轮次：每触发一次事件后，重复次数减 1，直到 RCR 清零。
• ​结束条件：当 RCR 清零后，定时器停止重复操作，进入“空闲”状态。