【嵌入式学习】嵌入式原理知识-定时器（六）-平芜编程栈

1. 时基单元

1.1 定时器简介

定时器也属于片上外设，具体最高频率为多少需要参考挂载的总线：
分为高级定时器，通用定时器和基本定时器。

定时器内部结构图：

可以将其分为如下的几个部分：

1.2 时基单元的基本结构

时基单元主要可以分为如下的五个部分：

时钟来源：经过复用器选择主要有时钟树来源和从模式
分频器：分频上述的时钟
计数器：每个时钟脉冲计数加1
定时周期：到达多少的时候会出现溢出
重复计数的次数：若没有此，那么每次计数器溢出就会更新，但是有了之后，需要达到重复计数器要求后才会溢出。

计数方式：
可参照图示：
主要就是上计数是达到ARR的时候溢出，发生更新
下计数达到0的时候更新
中心对称也是达到0的时候更新

1.3 影子寄存器

上述的预分频寄存器。自动重装载寄存器和重复计数寄存器均有影子寄存器。
也就是当我们修改对应的寄存器的时候，不会立刻生效，而是存储在影子寄存器中，当产生更新时候才会加载到活动寄存器开始生效。

作用：
如果直接改变，比如开始的时候ARR是7，后面在没有到7，但是超过3的时候将ARR改为3，此时就无论如何无法等于3，发生更新了。此时只能等待到达最大值才发生更新，这样显然不是我们想要的情况：

2. 定时器延迟函数

系统自带的定时器是通过系统滴答定时器（Systick）实现。
现在通过普通定时器实现延迟函数：
通过定时器中断，确认好1ms的更新。
然后根据这个延迟来判断延迟时间是否达到。

代码实现：

voidApp_Delay(uint32_tms){uint32_texpireTime=currentTick+ms;// 延迟结束的时间while(currentTick<expireTime);// 等待延迟结束}

3. 定时器输出比较

3.1 输出比较简介

定时器在不断递增计数，我们预先在输出比较寄存器（CCR）- Capture/Compare Register写入一个对比值；
每当定时器计数器CNT的值等于 CCR 的值，就触发一次事件，这就是输出比较。

3.2 PWM

PWM- Pulse Width Modulation
脉冲宽度调制
可以通过调节占空比，等效的调节信号的输出幅度。

3.3 输出比较生成PWM

如下图所示：
通过ARR-自动重装载计数器提供周期，
通过CCR捕获比较寄存器提供高电平或低电平时间，
实现产生PWM波的功能。

3.4 输出比较的8种工作模式

输出比较功能的内部结构图如下所示：

如下共有8种工作模式：
主要通过计数器和捕获比较寄存器的关系实现如下的效果：

Frozen冻结- 就是默认的情况，不会随着CCRx改变变化；
相等有效- 当CNT的值和CCR相等时候输出高电压；
相等无效- 当CNT的值和CCR相等时候输出低电压；
翻转- 当计数器CNT和CCR相等的时候，电平翻转；
强制无效- 无论CNT和CCR的值，强制输出低电平；
强制有效- 无论CNT和CCR的值，强制输出高电平；

常用情况：

PWM1：当CNT小于等于CCR，时候输出高电平反之为低电平；
PWM2：当CNT小于等于CCR，时候输出低电平反之为高电平；

3.5 输出比较的互补输出

若有定时器输出含有CH和CHN；
则其互补输出，也就是高低电平相反。
这个功能只有高级定时器具有。

互补输出的应用：
这个BUCK电路的SW1和SW2需要只存在一个开启，则可以通过互补输出接mos管实现。

3.6 极性选择

简单说，就是对输出信号取反，实现极性选择的功能。

4. 输出比较的应用- 呼吸灯

通过调节PWM的占空比，实现亮度的连续变化。
使用互补输出，来实现一亮一暗的效果：
对应的通道在：

5. 定时器输入捕获

5.1 输入捕获的基本原理

输入捕获主要是捕获脉冲的上升和下降沿，记录此时的计数器的值，后续读取即可得到对应的时间。
如图所示：
将脉冲接入CH1和CH2，此时cc1记录了上升沿对应的CNT，cc2记录了下降沿对应的CNT，此时即可得到高电平时间以及周期等相关信息。

5.2 输入捕获内部电路

通道1和2 可以交叉引用
通道3和4 可以交叉引用

可以划分为如下的部分：

5.2.1 输入滤波

主要是滤除信号中的毛刺。
其中fCK_INT：Timer Internal Clock，定时器内部主时钟
fDTS：Digital Filter Timer Sampling clock，数字滤波器采样时钟

5.2.2 边沿检测

控制检测的是上升沿还是下降沿。

5.2.3 信号选择

通过复用器选择信号的输入：
直接就是本通道的检测值；
间接就是互补通道的检测值；
原本要检测一个脉冲的上升沿和下降沿需要接入两个通道。
但是此时可以只接入一个通道；
本通道的上升沿-直接
接着接入下降沿-间接，此时只需要将脉冲接入一个通道即可实现，节省一个引脚。
注意要配置为互补通道：