參考-中文an4013定時器概覽

應(yīng)用筆記STM32F1xx、STM32F2xx、STM32F4xx、STM32L1xx 定時器概前STM32F4xx、STM32L1xx和STM32F30/31/37/38x微控制器系列。表 適用的產(chǎn)類2012年10 文檔ID022500第2 概 基本定時器模 時鐘輸入 時 外部時 時基發(fā)生 定時器輸入捕捉模 定時器輸出比較模 定時 定時器單脈沖模 STM32F30x/STM32F31x系列的定時器不對 模 STM32F30x/STM32F31x系列的定時器混 模 系列的可重復(fù)觸發(fā)單脈沖模 定時器同 定時器系統(tǒng)..................................................................................................主配 從配 用于電機控制的高級功 信號生 STM32F30x/STM32F31x系列的混合3 模 用于電機控制應(yīng)用的特殊功 互補信號和死區(qū)功 斷路輸 鎖定機 用于反饋測量的特殊功 特殊應(yīng) 紅外應(yīng) 3相交流和PMSM控制電 六步模 版本歷 文檔ID022500第2 表格索 表 表 STM32系列定時 表 表 表 定時器輸出與Break1和Break2輸入的特 表 鎖定級 表 ID0225002 索索圖 不對稱模式與中心對齊模 圖 混合模 圖 可重復(fù)觸發(fā)OMP模 圖 圖 混合3 圖 圖 圖 圖 圖 換向序 文檔ID022500第2 概 概單通道或雙通道定時器基本定時器：沒有任何輸入/輸出，既可用作時基定時器，也可用于觸發(fā)DAC2匯總了STM32系列定時器表3給出了定時器特性的總覽 ID0225002 概表 系系系系系系高通1632基： SFx和STFx定時器還具有一些新模式：不對稱模式、混合模式、單脈沖可重復(fù)觸發(fā)模式、混合3相模式以及次級斷路輸入，這些模式僅適用于這兩種系列。文檔ID022500第2 概 表 定時器特性概通同高16有43有有通1632位有40有有基16有00有無16無10無16無20有有16有11無16有21無有1.STM32F2、STM32F4STM32F30x/STM32F31x系列中，TIM2TIM532 ID0225002 基本定時器模式基本定時器模式時鐘輸入源 時默認情況下，定時器由RCC提供的時鐘驅(qū)動。要選擇該時鐘源，應(yīng)該將外部時鐘注1除以上所有時鐘源外，定時器還應(yīng)該通過APBx時鐘驅(qū)動2外部時鐘并非直接饋送預(yù)分頻器，而是首先通過邏輯塊與APBx時鐘同步外部時鐘模式1（TI1TI2引腳通過對TIMx_CCMR1寄存器中的CCxSSTM32F10x系列TIMx_CCERCCxP位執(zhí)行寫操作，選擇上升下降沿觸發(fā)，或者邊沿觸發(fā)(a)。a.STM32F10x系列，可使用TI1F_ED選擇邊沿觸發(fā)的極性，但僅限于TI1文檔ID022500第2 基本定時器模 TIMx_CCMR1ICxF[3:0位執(zhí)行寫操作配置濾波器通過對TIMx_SMCR寄存器寫入SMS=111選擇外部時鐘模式1。通過將TIMx_CCER寄存器中的CCEx位置1使能相應(yīng)的通道。外部時鐘模式2（ETR引腳觸發(fā)時鐘時基發(fā)生器的參數(shù)，16位定時器可生成1納秒到數(shù)分鐘的更新事件。對于32位定時器，時間范圍更新事件周期示例其中：TIM_CLK=定時器時鐘輸入PSC=16位預(yù)分頻器寄存器ARR16/32位自動重載寄存器RCR16TIM_CLK=72Update_event=72*106/((1+1)*(65535+1)*(1))Update_event=549.3Hz ID0225002 基本定時器模式外部時鐘模式2示例ETR_CLK=100ETR_PSC=Update_event=100*103/((2+1)*(1+1)*((255+1)*(2+外部時鐘模式1示例TIx_CLK=50Update_event=50000/((1+1)*((255+1)*(2+觸發(fā)時鐘(ITRx)模式1示Update_event=ITRx_CLK/((PSC+1)*(ARR+1)*(RCR+ITRx_CLK=8Update_event=8000/((1+1)*((255+1)*(1+文檔ID022500第2 基本定時器模 因為緩沖的寄存器（ARR、PSC和CCRx）需要一個裝載預(yù)裝載值的更新事件，因此將URS（更新請求源）1可避免每次裝載這些值時觸發(fā)更新標(biāo)志位。這樣，只有當(dāng)計數(shù)器發(fā)生上溢下溢時才會生成更新事件。會生成更新事件，而各寄存器（ARR、PSC和CCRx）的值會保持不變。但如果將UG位置1，或者從從模式控制器接收到硬件復(fù)位，則會重新初始化計數(shù)器和預(yù)分頻器。有關(guān)在此模式下使用定時器的詳細信息，請參見/Project/STM32xx_StdPeriph_Examples/TIM/TimeBase文件夾中STM32xx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫提供的示例。定時器輸入捕捉模式通過將CCMRx寄存器中的CCxS位置1選擇有效輸入。這些位應(yīng)該不為零，否則 位執(zhí)行寫操作以編程預(yù)捕捉(1TIMx_CLK如果使用上升沿觸發(fā)或下降沿觸發(fā)，則極性指數(shù)為1；而如果選擇邊沿觸發(fā)，則極性指數(shù)為2特給出外部信號的周期。此方法只能單獨與通道1或通道2配合使用。 ID0225002 基本定時器模式CCRxTIMx_CLK*(PSC+1)*如果使用上升沿觸發(fā)或下降沿觸發(fā)，則極性指數(shù)為1；而如果使用邊沿觸發(fā)，則極性指數(shù)為2有關(guān)在此模式下使用定時器的詳細信息，請參見/Project/STM32xx_StdPeriph_Examples/TIM/InputCapture文件夾中STM32xx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫提供的示例。定時器輸出比較模式輸出比較定時CCRxCNT之間的比較對輸出沒有影響。該輸出比較有效(CNT與捕捉比較寄存器(CCRx)匹配時，OCxRef信號強制變?yōu)楦唠娖健］敵霰容^無效(CNT與捕捉比較寄存器(CCRx)匹配時，OCxRef信號強制變?yōu)榈碗娖健］敵霰容^強制有效/無效：無論計數(shù)器值為何，OCREF信號都強制變?yōu)楦唠娖剑ㄓ行＿x擇輸出比較模式：時間/有效/無效/切換定時器輸出比較定時/切換更新率計算=如果為時鐘：TIMx_Counter_CLK=TIM_CLK/(PSC+文檔ID022500第2 基本定時器模 定時器輸出比較有效/無效延遲計算CCx_delay=CCRx如果為時鐘：TIMx_Counter_CLK=TIM_CLK/(PSC+如果為觸發(fā)時鐘：TIMx_Counter_CLK=ITRx_CLK/(PSC+有關(guān)在此模式下使用定時器的詳細信息，請參見/Project/STM32xx_StdPeriph_Examples/TIM/OC_Toggle、/OCActive/OCInactiveSTM32xx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫提供的示例。定時器模在邊沿對齊模式或中心對齊模式下，這種定時器可在每個通道上單獨生成。其中：頻率由TIMx_ARR寄存器的值確定，占空比由TIMx_CCRx寄存器的值確定。模式注 當(dāng)OCREF=1時激活，OCREF=0時通過對CCMRx寄存器中的OCxM位執(zhí)行寫操作以選 模式（1或PMW2）中心對齊模式：定時器模式必須為中心對齊計數(shù)模式（CMS位不為“00”）有關(guān)在此模式下使用定時器的詳細信，請參見/Project/STM32xx_StdPeriph_Examples/ _Output和/7 _Output文件夾中STM32xx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫提供的示例。 ID0225002 基本定時器模式定時器單脈沖模式(OPM)是輸入捕捉模式和輸出比較模式的一個特例。該模式下可以通過響應(yīng)某 12模式）設(shè)置自動重裝載值以獲得所需脈沖：脈沖=TIMy_ARR-TIMy_CCRyCR1OPM1以選擇單脈沖模CCRy/(TIMx_CLK/(PSCPulse-Length=(ARR-CCRy)/(TIMx_CLK/(PSC+有關(guān)在此模式下使用定時器的詳細信息，請參見/Project/STM32xx_StdPeriph_Examples/TIM/OnePulse文件夾中STM32xx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫提供的示例。STM32F30x/STM32F31x系列的定時器不對稱模在不對稱模式下，可生成相移可編程的中心對齊的信號。對于通道，可使用兩個TIMx_CCRx寄存器（TIMx_CCR1TIMx_CCR2TIMx_CCR3TIMx_CCR4）編程相移和脈寬，頻率由TIMx_ARR寄存器的值確定。因此，可單獨在兩個通道上通過編程TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM位來選擇不對稱模式：OCxM1110時使用不對稱1，此模式下的輸出參考特性與1模式相同。當(dāng)計數(shù)器遞增計數(shù)時，輸出參考與OC1/3REF相同；當(dāng)計數(shù)器遞減計數(shù)時，輸出參考與OC2/4REF相同OCxM1111時使用不對稱2，此模式下的輸出參考特性與2模式相同。當(dāng)計數(shù)器遞增計數(shù)時，輸出參考與OC1/3REF相同；當(dāng)計數(shù)器遞減計數(shù)時，輸出參考與OC2/4REF相同文檔ID022500第2 基本定時器模 下圖顯示了不對稱模式與中心對齊模式的特圖圖 不對模 3:0Ё??喚 ?3:0Ё??喚 ????3:0Ё??喚 ? 通過對CCMRx寄存器中的OCxM位執(zhí)行寫操作以選擇不對 心對齊計數(shù)模式（CMS位不為“00”）。有關(guān)在此模式下使用定時器的詳細信息，請參見/Project/STM32xx_StdPeriph_Examples/TIM/Asymetric文件夾中STM32xx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫提供的示例。 ID0225002 基本定時器模式STM32F30x/STM32F31x系列的定時器混 模在混合模式下，既可以生成邊沿對齊的信號，也可以生成中心對齊的信號，并且各脈沖之間的延遲與相移可編程。要生成混合信號，必須使用TIMx_CCRx和TIMx_CCRy編程延遲和相移，頻率由TIMx_ARR寄存器的值確定。結(jié)果信號（混合信號）由兩個參考TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM位來選擇混合模式：OCxM=1100時使用混合1，此時混合輸出參考特性與模式1相同?；旌陷敵鰠⒖际荗C1/3REF與OC2/4REF之間的邏輯或運算。OCxM=1101時使用混合2模式，此時混合輸出參考特性與模式2相同。混合輸出參考是OC1/2REF與OC2/4REF之間的邏輯與運算圖 混 模2&2&5HI2&5HI2&??3:0 2&5HI2&5HI2&?? 中心對齊模式：定時器模式必須為中心對齊計數(shù)模式 位不為文檔ID022500第2 基本定時器模 系列的可重復(fù)觸發(fā)單脈沖模CCRx0ARR寄存器確定。如果定時器配置為遞減計數(shù)模式，則必須將ARR置0，此時脈寬由CCRx寄存器確OPMOPM1與可重復(fù)觸發(fā)OPM模式2：隨后像在模式1中那樣執(zhí)行比較，并在下一次更新時再次通道。隨后像在模式1中那樣執(zhí)行比較，并在下一次更新時再次激活通道。隨后像在模式2中那樣執(zhí)行比較，并在下一次更新時再次通道。在遞減計數(shù)模式下，通道始終處于無效狀態(tài)，直到檢測到觸發(fā)事件（TRGI信號），隨后像在模式2中那樣執(zhí)行比較，并在下一次更新時再次通道。???????????? 通過對CCMRy寄存器中的OCyM位執(zhí)行寫操作以選擇輸出比較模式（數(shù)器為遞增計數(shù)，則通過對ARR執(zhí)行寫操作以設(shè)置脈寬值。有關(guān)在此模式下使用定時器的詳細信息，請參見/Project/STM32xx_StdPeriph_Examples/TIM/RetrigerrableOPM文件夾中STM32xx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫提供的示例。 ID0225002 定時器同步定時器系統(tǒng)STM32定時器從連接在一起，以實現(xiàn)定時器同步或。每個定時器都有多個觸? ,75? ?7,)7,7, 定時器系統(tǒng)主配更新：選擇更新事件作為觸發(fā)輸出(TRGO)。例如，主定時器可用作從定時器的預(yù)分文檔ID022500第2 定時器同 SMCRMSM（主從模式）位以實現(xiàn)當(dāng)前定時器與其從定時器的完美同步（通過TRGO實現(xiàn)）。使能——計數(shù)器使能信號CNT_EN用作觸發(fā)輸出(TRGO2)。該觸發(fā)輸出可用于同時啟CEN控制位與觸發(fā)輸入的邏輯或運算組合而成。更新——選擇更新事件作為觸發(fā)輸出(TRGO2)。例如，主定時器可用作從定時器的預(yù)分頻比較脈沖——CC1IF1時（即使已為高電平），只要發(fā)生捕捉或比較匹配，觸發(fā) ID0225002 定時器同步從配從定時器通過輸入觸發(fā)與主定時器連接。每個ITRx從與另一個定時器連接，這種連接是因每個STM32產(chǎn)品而異的。觸發(fā)模式TRGI出現(xiàn)上升沿時啟動計數(shù)器（但不復(fù)位）。只控制計數(shù)器的外部時鐘模式1：在所選觸發(fā)(TRGI)有關(guān)在此模式下使用定時器的詳細信息，請參見/Project/STM32xx_StdPeriph_Examples/TIM/Cascade_Synchro、/ExtTrigger_Synchro/Parallel_Synchro文件夾中STM32xx標(biāo)文檔ID022500第2 用于電機控制的高級功 用于電機控制的高級功能信號生STM32定時器可輸出互補信號，并在輸出關(guān)斷與接通的瞬間進行管理互補信OCxOCxN通過多個控制位的組合激活：CCxECCxNEMOE、OISx、OISxN、OSSI和OSSR位。1(AOE)(MOE復(fù)位時，OCxOCxN輸出將或強制進入空閑狀態(tài)(OISxOISxN)，具體取決于OSSI位是否置1。注：MOE位只在配置為輸出的通道當(dāng)在互補輸出配置為輸出的通道上MOE=1時，會使用運行模式(OSSR)位的關(guān)閉狀態(tài)選1CCxE=1CCxNE=1OCxOCxN輸出使能為相應(yīng)的無MOE=1(OSSI)1OCxOCxN輸出強制為相應(yīng)的無效電平，經(jīng)表4給出了高級定時器的可能配置 ID0225002 用于電機控制的高級功能表 高級定時器配1x000x001極x010極x011極死極死x100（6步x101極x110OCxREF極x111極死極死注00x000x010x100x111x00所有均關(guān)1x011x101x11注 通過將CCxE和CCxNE位以及MOE位置1以使能死區(qū)2OCxN(CCxE=0,CCxNE=1)，兩者不互補，一OCxREF為高電平，OCxN即變?yōu)橛行?。例如，如果CCxNP=0，則OCxN=OCxRef。另一方面，如果同時使能OCx和OCxN(CCxE=CCxNE=1)，OCx在OCxREF為高電平時變?yōu)橛行?，而OCxN則與之互補，OCxREF為低電平時變?yōu)橛行?。文檔ID022500第2 用于電機控制的高級功 STM32F30x/STM32F31x系列的混合3 模在混合3相模式下，可生成一到三個中心對齊的 圖 混合32&5HI2&5HI 2&5HI 2&5HI 2&2&5HI?? 2&5HI?? 2&5HI?? 模式下使用的通道（1、2或/和選 1或2 ID0225002 用于電機控制的高級功能有關(guān)在此模式下使用定時器的詳細信息，請參見/Project/STM32xx_StdPeriph_Examples/bined文件夾中STM32xx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫提供的示例。用于電機控制應(yīng)用的特殊功能互補信號和死區(qū)功能STM32高級定時器可產(chǎn)生多達三個帶死區(qū)的互補輸出要對一個通道使用互補信號，需將該通道及其互補通道對應(yīng)的兩個輸出比較使能位（OE和x置。果區(qū)不零則生兩死區(qū)信，如圖：生成兩個帶死區(qū)的信號所示：圖 生成兩個帶死區(qū)的信2&2&?&+? Tdtg DTG[7Tdtg=2xTDTS， 如果DTG[6]=0Tdtg=8xTDTS， 如果DTG[5]=0Tdtg=16xTDTS，如果DTG[7:5]=111 TDTS=TCK_INT，如果CKD[1:0]=00TDTS=2xTCK_INT，如果CKD[1:0]=01TDTS=4xTCK_INT，如果CKD[1:0]=注 TCK_INT為定時器時鐘文檔ID022500第2 用于電機控制的高級功 有關(guān)在此模式下使用定時器的詳細信息，請參見/Project/STM32xx_StdPeriph_Examples/plementarySignals文件夾中STM32xx標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫提供的示例。注 該示例不適用于STM32L1xx器件該示例也不適用于STM32F37x/38x器件斷路輸入斷路輸入是電機控制應(yīng)用中的一種緊急輸入。斷路功能可保護信號所驅(qū)動的電源開關(guān)，信號通常由高級定時器產(chǎn)生。斷路輸入通常與電源級和3相逆變器的故障輸出連接。當(dāng)激活斷路輸入時，斷路電路會將TIM輸出關(guān)斷，并強制這些輸出進入預(yù)定義的安全斷路狀態(tài)標(biāo)志將置1STM32F30x/31x系列的斷路輸入Break1Break2BRK輸入中的任意一個生成，其中BRK輸入具有：表 定時器輸出與Break1和Break2輸入的特斷路輸入斷路輸入OCxNOCx- ID0225002 用于電機控制的高級功能鎖定機制通過鎖定機制（BDTRLOCK位），可以對高級定時器的寄存器和位進表 鎖定級位位位1.STM32F30x/31x： 復(fù)位后只能對OK位執(zhí)行一次寫操作。一旦BTR寄存器已寫入，其中的數(shù)據(jù)就會凍結(jié)，直一位。用于反饋測量的特殊功能編碼模式A相和B相輸出信號與編接口連接，用于計算頻率，進而推導(dǎo)出轉(zhuǎn)速和位置。轉(zhuǎn)速和位置信息可在X2或X4分辨率下測得。下圖顯示了編的接口功能。文檔ID022500第2 用于電機控制的高級功 圖 X4分辨率下的位????',5 ????',5 ????',5 注 分辨率X2下的計數(shù)器還可在TI1邊沿處進行遞增計數(shù)在STM32定時器編接口模式下，編模式3與分辨率X4相對應(yīng)。在此模式下，計數(shù)器既可以在TI1邊沿處進行遞增遞減計數(shù)，也可以在TI2邊沿處進行遞增遞減計數(shù)。進行遞增遞減計數(shù)，或者計數(shù)器根據(jù)TI2電平在TI1邊沿處進行遞增遞減計數(shù)。如何使用編接外部增量編可直接與MCU相連，無需外部接口邏輯。用于指示機械零位的第三個編碼增量編的輸出信號通過STM32定時器輸入濾波器模塊進行過濾，這樣可對通常在電機系統(tǒng)中產(chǎn)生的所有噪聲源加以抑制。該濾波器的使用方法，請參見第2.3節(jié)：定時器輸入捕 ID0225002 用于電機控制的高級功能編模式下的TIM配CC1P=“0”且CC1NP=“0”（CCER寄存器，TI1FP1非反相，TI1FP1=TI1）CC2P=“0”且CC2NP=“0”（CCER寄存器，TI1FP2非反相，TI1FP2=TI2）霍爾傳感器值）時，將開啟輸出。當(dāng)磁場減小并低于BOP（磁場動作點值）時，將關(guān)閉輸出。圖9給出了典型霍爾傳感器的輸出波形圖 典型霍爾傳感器的輸出波???? 霍爾傳感器通常用于3相電機控制。圖10：換向序列給出了換向文檔ID022500第2 用于電機控制的高級功 圖 換向序????? 如何使用霍爾傳感器接口STM32定時器可通過標(biāo)準(zhǔn)輸入（CH1、CH2CH3）與霍爾效應(yīng)傳感器連接。通過CR2TI1S1TIMx_CH1到TIMx_CH3這三個輸入引腳組合在一起。將從模式控制器配置為復(fù)位模式；從輸入為TI1F_ED。這樣，每次3個輸入中有一個發(fā)生切換時，計數(shù)器便會從0重新開始計數(shù)。這樣將產(chǎn)生由霍爾輸入的任何變化而觸發(fā)的時基。1TRC。捕捉值對應(yīng)于輸入上兩次變化的間隔時霍爾傳感器接口模式下的TIM配置CR2TI1S位寫入“13TI1輸入 ID0225002 特殊應(yīng)用紅外應(yīng)STM32AN3174STM32F10xx微控制器實現(xiàn)RC5紅外”中介紹了該應(yīng)用的示例。3相交流和PMSMSTM32ADCDAC3相電機：交流感應(yīng)電機與PMSM，并采用下列不同的電流檢測方法： 定時器還可以用于反饋環(huán)路，以與轉(zhuǎn)子位置反饋中使用的以下各種傳感器進行連接：六步模六步模式是STM32高級定時器的特殊模式。當(dāng)通道使用互補輸出時，OCxM、CCxE和CCxNE位上提供預(yù)裝載位。發(fā)生COM換向事件時，這些預(yù)裝載位將傳輸?shù)轿?。因此，用戶可以預(yù)先編程下一步驟的配置，并同時更改所有通道的配置。COM可由軟件通過EGR寄存器中的COM1而生成，也可以由硬件在TRGI上升沿生成。將定時器配置為生成六步信號來控制步進電機： 有關(guān)在此模式下使用定時器的詳細信息，請參見/Project/STM32xx_StdPeriph_Examples/TIM/6