参考-中文an4013定时器概览

应用笔记STM32F1xx、STM32F2xx、STM32F4xx、STM32L1xx 定时器概前STM32F4xx、STM32L1xx和STM32F30/31/37/38x微控制器系列。表 适用的产类2012年10 文档ID022500第2 概 基本定时器模 时钟输入 时 外部时 时基发生 定时器输入捕捉模 定时器输出比较模 定时 定时器单脉冲模 STM32F30x/STM32F31x系列的定时器不对 模 STM32F30x/STM32F31x系列的定时器混 模 系列的可重复触发单脉冲模 定时器同 定时器系统..................................................................................................主配 从配 用于电机控制的高级功 信号生 STM32F30x/STM32F31x系列的混合3 模 用于电机控制应用的特殊功 互补信号和死区功 断路输 锁定机 用于反馈测量的特殊功 特殊应 红外应 3相交流和PMSM控制电 六步模 版本历 文档ID022500第2 表格索 表 表 STM32系列定时 表 表 表 定时器输出与Break1和Break2输入的特 表 锁定级 表 ID0225002 索索图 不对称模式与中心对齐模 图 混合模 图 可重复触发OMP模 图 图 混合3 图 图 图 图 图 换向序 文档ID022500第2 概 概单通道或双通道定时器基本定时器：没有任何输入/输出，既可用作时基定时器，也可用于触发DAC2汇总了STM32系列定时器表3给出了定时器特性的总览 ID0225002 概表 系系系系系系高通1632基： SFx和STFx定时器还具有一些新模式：不对称模式、混合模式、单脉冲可重复触发模式、混合3相模式以及次级断路输入，这些模式仅适用于这两种系列。文档ID022500第2 概 表 定时器特性概通同高16有43有有通1632位有40有有基16有00有无16无10无16无20有有16有11无16有21无有1.STM32F2、STM32F4STM32F30x/STM32F31x系列中，TIM2TIM532 ID0225002 基本定时器模式基本定时器模式时钟输入源 时默认情况下，定时器由RCC提供的时钟驱动。要选择该时钟源，应该将外部时钟注1除以上所有时钟源外，定时器还应该通过APBx时钟驱动2外部时钟并非直接馈送预分频器，而是首先通过逻辑块与APBx时钟同步外部时钟模式1（TI1TI2引脚通过对TIMx_CCMR1寄存器中的CCxSSTM32F10x系列TIMx_CCERCCxP位执行写操作，选择上升下降沿触发，或者边沿触发(a)。a.STM32F10x系列，可使用TI1F_ED选择边沿触发的极性，但仅限于TI1文档ID022500第2 基本定时器模 TIMx_CCMR1ICxF[3:0位执行写操作配置滤波器通过对TIMx_SMCR寄存器写入SMS=111选择外部时钟模式1。通过将TIMx_CCER寄存器中的CCEx位置1使能相应的通道。外部时钟模式2（ETR引脚触发时钟时基发生器的参数，16位定时器可生成1纳秒到数分钟的更新事件。对于32位定时器，时间范围更新事件周期示例其中：TIM_CLK=定时器时钟输入PSC=16位预分频器寄存器ARR16/32位自动重载寄存器RCR16TIM_CLK=72Update_event=72*106/((1+1)*(65535+1)*(1))Update_event=549.3Hz ID0225002 基本定时器模式外部时钟模式2示例ETR_CLK=100ETR_PSC=Update_event=100*103/((2+1)*(1+1)*((255+1)*(2+外部时钟模式1示例TIx_CLK=50Update_event=50000/((1+1)*((255+1)*(2+触发时钟(ITRx)模式1示Update_event=ITRx_CLK/((PSC+1)*(ARR+1)*(RCR+ITRx_CLK=8Update_event=8000/((1+1)*((255+1)*(1+文档ID022500第2 基本定时器模 因为缓冲的寄存器（ARR、PSC和CCRx）需要一个装载预装载值的更新事件，因此将URS（更新请求源）1可避免每次装载这些值时触发更新标志位。这样，只有当计数器发生上溢下溢时才会生成更新事件。会生成更新事件，而各寄存器（ARR、PSC和CCRx）的值会保持不变。但如果将UG位置1，或者从从模式控制器接收到硬件复位，则会重新初始化计数器和预分频器。有关在此模式下使用定时器的详细信息，请参见/Project/STM32xx_StdPeriph_Examples/TIM/TimeBase文件夹中STM32xx标准外设库提供的示例。定时器输入捕捉模式通过将CCMRx寄存器中的CCxS位置1选择有效输入。这些位应该不为零，否则 位执行写操作以编程预捕捉(1TIMx_CLK如果使用上升沿触发或下降沿触发，则极性指数为1；而如果选择边沿触发，则极性指数为2特给出外部信号的周期。此方法只能单独与通道1或通道2配合使用。 ID0225002 基本定时器模式CCRxTIMx_CLK*(PSC+1)*如果使用上升沿触发或下降沿触发，则极性指数为1；而如果使用边沿触发，则极性指数为2有关在此模式下使用定时器的详细信息，请参见/Project/STM32xx_StdPeriph_Examples/TIM/InputCapture文件夹中STM32xx标准外设库提供的示例。定时器输出比较模式输出比较定时CCRxCNT之间的比较对输出没有影响。该输出比较有效(CNT与捕捉比较寄存器(CCRx)匹配时，OCxRef信号强制变为高电平。输出比较无效(CNT与捕捉比较寄存器(CCRx)匹配时，OCxRef信号强制变为低电平。输出比较强制有效/无效：无论计数器值为何，OCREF信号都强制变为高电平（有效模选择输出比较模式：时间/有效/无效/切换定时器输出比较定时/切换更新率计算=如果为时钟：TIMx_Counter_CLK=TIM_CLK/(PSC+文档ID022500第2 基本定时器模 定时器输出比较有效/无效延迟计算CCx_delay=CCRx如果为时钟：TIMx_Counter_CLK=TIM_CLK/(PSC+如果为触发时钟：TIMx_Counter_CLK=ITRx_CLK/(PSC+有关在此模式下使用定时器的详细信息，请参见/Project/STM32xx_StdPeriph_Examples/TIM/OC_Toggle、/OCActive/OCInactiveSTM32xx标准外设库提供的示例。定时器模在边沿对齐模式或中心对齐模式下，这种定时器可在每个通道上单独生成。其中：频率由TIMx_ARR寄存器的值确定，占空比由TIMx_CCRx寄存器的值确定。模式注 当OCREF=1时激活，OCREF=0时通过对CCMRx寄存器中的OCxM位执行写操作以选 模式（1或PMW2）中心对齐模式：定时器模式必须为中心对齐计数模式（CMS位不为“00”）有关在此模式下使用定时器的详细信，请参见/Project/STM32xx_StdPeriph_Examples/ _Output和/7 _Output文件夹中STM32xx标准外设库提供的示例。 ID0225002 基本定时器模式定时器单脉冲模式(OPM)是输入捕捉模式和输出比较模式的一个特例。该模式下可以通过响应某 12模式）设置自动重装载值以获得所需脉冲：脉冲=TIMy_ARR-TIMy_CCRyCR1OPM1以选择单脉冲模CCRy/(TIMx_CLK/(PSCPulse-Length=(ARR-CCRy)/(TIMx_CLK/(PSC+有关在此模式下使用定时器的详细信息，请参见/Project/STM32xx_StdPeriph_Examples/TIM/OnePulse文件夹中STM32xx标准外设库提供的示例。STM32F30x/STM32F31x系列的定时器不对称模在不对称模式下，可生成相移可编程的中心对齐的信号。对于通道，可使用两个TIMx_CCRx寄存器（TIMx_CCR1TIMx_CCR2TIMx_CCR3TIMx_CCR4）编程相移和脉宽，频率由TIMx_ARR寄存器的值确定。因此，可单独在两个通道上通过编程TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM位来选择不对称模式：OCxM1110时使用不对称1，此模式下的输出参考特性与1模式相同。当计数器递增计数时，输出参考与OC1/3REF相同；当计数器递减计数时，输出参考与OC2/4REF相同OCxM1111时使用不对称2，此模式下的输出参考特性与2模式相同。当计数器递增计数时，输出参考与OC1/3REF相同；当计数器递减计数时，输出参考与OC2/4REF相同文档ID022500第2 基本定时器模 下图显示了不对称模式与中心对齐模式的特图图 不对模 3:0Ёᖗᇍ唤 Ϩ3:0Ёᖗᇍ唤 Ϩϡᇍ⿄3:0Ёᖗᇍ唤 Ϩ 通过对CCMRx寄存器中的OCxM位执行写操作以选择不对 心对齐计数模式（CMS位不为“00”）。有关在此模式下使用定时器的详细信息，请参见/Project/STM32xx_StdPeriph_Examples/TIM/Asymetric文件夹中STM32xx标准外设库提供的示例。 ID0225002 基本定时器模式STM32F30x/STM32F31x系列的定时器混 模在混合模式下，既可以生成边沿对齐的信号，也可以生成中心对齐的信号，并且各脉冲之间的延迟与相移可编程。要生成混合信号，必须使用TIMx_CCRx和TIMx_CCRy编程延迟和相移，频率由TIMx_ARR寄存器的值确定。结果信号（混合信号）由两个参考TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM位来选择混合模式：OCxM=1100时使用混合1，此时混合输出参考特性与模式1相同。混合输出参考是OC1/3REF与OC2/4REF之间的逻辑或运算。OCxM=1101时使用混合2模式，此时混合输出参考特性与模式2相同。混合输出参考是OC1/2REF与OC2/4REF之间的逻辑与运算图 混 模2&2&5HI2&5HI2&⏋ড়3:0 2&5HI2&5HI2&⏋ড় 中心对齐模式：定时器模式必须为中心对齐计数模式 位不为文档ID022500第2 基本定时器模 系列的可重复触发单脉冲模CCRx0ARR寄存器确定。如果定时器配置为递减计数模式，则必须将ARR置0，此时脉宽由CCRx寄存器确OPMOPM1与可重复触发OPM模式2：随后像在模式1中那样执行比较，并在下一次更新时再次通道。随后像在模式1中那样执行比较，并在下一次更新时再次激活通道。随后像在模式2中那样执行比较，并在下一次更新时再次通道。在递减计数模式下，通道始终处于无效状态，直到检测到触发事件（TRGI信号），随后像在模式2中那样执行比较，并在下一次更新时再次通道。㾺㛝থ㛝㛝㛝㾺㛝থ㛝㛝㛝 通过对CCMRy寄存器中的OCyM位执行写操作以选择输出比较模式（数器为递增计数，则通过对ARR执行写操作以设置脉宽值。有关在此模式下使用定时器的详细信息，请参见/Project/STM32xx_StdPeriph_Examples/TIM/RetrigerrableOPM文件夹中STM32xx标准外设库提供的示例。 ID0225002 定时器同步定时器系统STM32定时器从连接在一起，以实现定时器同步或。每个定时器都有多个触ܹ ,75㾺 䕧7,)7,7, 定时器系统主配更新：选择更新事件作为触发输出(TRGO)。例如，主定时器可用作从定时器的预分文档ID022500第2 定时器同 SMCRMSM（主从模式）位以实现当前定时器与其从定时器的完美同步（通过TRGO实现）。使能——计数器使能信号CNT_EN用作触发输出(TRGO2)。该触发输出可用于同时启CEN控制位与触发输入的逻辑或运算组合而成。更新——选择更新事件作为触发输出(TRGO2)。例如，主定时器可用作从定时器的预分频比较脉冲——CC1IF1时（即使已为高电平），只要发生捕捉或比较匹配，触发 ID0225002 定时器同步从配从定时器通过输入触发与主定时器连接。每个ITRx从与另一个定时器连接，这种连接是因每个STM32产品而异的。触发模式TRGI出现上升沿时启动计数器（但不复位）。只控制计数器的外部时钟模式1：在所选触发(TRGI)有关在此模式下使用定时器的详细信息，请参见/Project/STM32xx_StdPeriph_Examples/TIM/Cascade_Synchro、/ExtTrigger_Synchro/Parallel_Synchro文件夹中STM32xx标文档ID022500第2 用于电机控制的高级功 用于电机控制的高级功能信号生STM32定时器可输出互补信号，并在输出关断与接通的瞬间进行管理互补信OCxOCxN通过多个控制位的组合激活：CCxECCxNEMOE、OISx、OISxN、OSSI和OSSR位。1(AOE)(MOE复位时，OCxOCxN输出将或强制进入空闲状态(OISxOISxN)，具体取决于OSSI位是否置1。注：MOE位只在配置为输出的通道当在互补输出配置为输出的通道上MOE=1时，会使用运行模式(OSSR)位的关闭状态选1CCxE=1CCxNE=1OCxOCxN输出使能为相应的无MOE=1(OSSI)1OCxOCxN输出强制为相应的无效电平，经表4给出了高级定时器的可能配置 ID0225002 用于电机控制的高级功能表 高级定时器配1x000x001极x010极x011极死极死x100（6步x101极x110OCxREF极x111极死极死注00x000x010x100x111x00所有均关1x011x101x11注 通过将CCxE和CCxNE位以及MOE位置1以使能死区2OCxN(CCxE=0,CCxNE=1)，两者不互补，一OCxREF为高电平，OCxN即变为有效。例如，如果CCxNP=0，则OCxN=OCxRef。另一方面，如果同时使能OCx和OCxN(CCxE=CCxNE=1)，OCx在OCxREF为高电平时变为有效，而OCxN则与之互补，OCxREF为低电平时变为有效。文档ID022500第2 用于电机控制的高级功 STM32F30x/STM32F31x系列的混合3 模在混合3相模式下，可生成一到三个中心对齐的 图 混合32&5HI2&5HI 2&5HI 2&5HI 2&2&5HI⏋ড় 2&5HI⏋ড় 2&5HI⏋ড় 模式下使用的通道（1、2或/和选 1或2 ID0225002 用于电机控制的高级功能有关在此模式下使用定时器的详细信息，请参见/Project/STM32xx_StdPeriph_Examples/bined文件夹中STM32xx标准外设库提供的示例。用于电机控制应用的特殊功能互补信号和死区功能STM32高级定时器可产生多达三个带死区的互补输出要对一个通道使用互补信号，需将该通道及其互补通道对应的两个输出比较使能位（OE和x置。果区不零则生两死区信，如图：生成两个带死区的信号所示：图 生成两个带死区的信2&2&ᓊ&+ᓊ 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为定时器时钟文档ID022500第2 用于电机控制的高级功 有关在此模式下使用定时器的详细信息，请参见/Project/STM32xx_StdPeriph_Examples/plementarySignals文件夹中STM32xx标准外设库提供的示例。注 该示例不适用于STM32L1xx器件该示例也不适用于STM32F37x/38x器件断路输入断路输入是电机控制应用中的一种紧急输入。断路功能可保护信号所驱动的电源开关，信号通常由高级定时器产生。断路输入通常与电源级和3相逆变器的故障输出连接。当激活断路输入时，断路电路会将TIM输出关断，并强制这些输出进入预定义的安全断路状态标志将置1STM32F30x/31x系列的断路输入Break1Break2BRK输入中的任意一个生成，其中BRK输入具有：表 定时器输出与Break1和Break2输入的特断路输入断路输入OCxNOCx- ID0225002 用于电机控制的高级功能锁定机制通过锁定机制（BDTRLOCK位），可以对高级定时器的寄存器和位进表 锁定级位位位1.STM32F30x/31x： 复位后只能对OK位执行一次写操作。一旦BTR寄存器已写入，其中的数据就会冻结，直一位。用于反馈测量的特殊功能编码模式A相和B相输出信号与编接口连接，用于计算频率，进而推导出转速和位置。转速和位置信息可在X2或X4分辨率下测得。下图显示了编的接口功能。文档ID022500第2 用于电机控制的高级功 图 X4分辨率下的位ড䅵䗦䗦',5 ড䅵䗦䗦',5 ড䅵䗦䗦',5 注 分辨率X2下的计数器还可在TI1边沿处进行递增计数在STM32定时器编接口模式下，编模式3与分辨率X4相对应。在此模式下，计数器既可以在TI1边沿处进行递增递减计数，也可以在TI2边沿处进行递增递减计数。进行递增递减计数，或者计数器根据TI2电平在TI1边沿处进行递增递减计数。如何使用编接外部增量编可直接与MCU相连，无需外部接口逻辑。用于指示机械零位的第三个编码增量编的输出信号通过STM32定时器输入滤波器模块进行过滤，这样可对通常在电机系统中产生的所有噪声源加以抑制。该滤波器的使用方法，请参见第2.3节：定时器输入捕 ID0225002 用于电机控制的高级功能编模式下的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）霍尔传感器值）时，将开启输出。当磁场减小并低于BOP（磁场动作点值）时，将关闭输出。图9给出了典型霍尔传感器的输出波形图 典型霍尔传感器的输出波Ӵ໡໡䕧 霍尔传感器通常用于3相电机控制。图10：换向序列给出了换向文档ID022500第2 用于电机控制的高级功 图 换向序䳡䳡⬉ᴎԡ 如何使用霍尔传感器接口STM32定时器可通过标准输入（CH1、CH2CH3）与霍尔效应传感器连接。通过CR2TI1S1TIMx_CH1到TIMx_CH3这三个输入引脚组合在一起。将从模式控制器配置为复位模式；从输入为TI1F_ED。这样，每次3个输入中有一个发生切换时，计数器便会从0重新开始计数。这样将产生由霍尔输入的任何变化而触发的时基。1TRC。捕捉值对应于输入上两次变化的间隔时霍尔传感器接口模式下的TIM配置CR2TI1S位写入“13TI1输入 ID0225002 特殊应用红外应STM32AN3174STM32F10xx微控制器实现RC5红外”中介绍了该应用的示例。3相交流和PMSMSTM32ADCDAC3相电机：交流感应电机与PMSM，并采用下列不同的电流检测方法： 定时器还可以用于反馈环路，以与转子位置反馈中使用的以下各种传感器进行连接：六步模六步模式是STM32高级定时器的特殊模式。当通道使用互补输出时，OCxM、CCxE和CCxNE位上提供预装载位。发生COM换向事件时，这些预装载位将传输到位。因此，用户可以预先编程下一步骤的配置，并同时更改所有通道的配置。COM可由软件通过EGR寄存器中的COM1而生成，也可以由硬件在TRGI上升沿生成。将定时器配置为生成六步信号来控制步进电机： 有关在此模式下使用定时器的详细信息，请参见/Project/STM32xx_StdPeriph_Examples/TIM/6