19.2定时器的原理及相关概念

定时器的计数过程及相关概念1STM32程序设计案例教程电子工业出版社欧启标主要内容一、定时器的构成二、定时器的计数过程及其涉及到的相关概念一、定时器的构成

一个最简单的定时器由脉冲源和计数器组成。脉冲源输出周期固定的脉冲信号，计数器用于对脉冲源过来的脉冲信号进行计数。二、定时器的计数过程及其涉及到的相关概念信号源:水龙头脉冲信号:水滴为信号，假设1S滴1滴计数器(counter，简写为CNT):杯子。假设杯子最多可以装780滴水。1、计数器的最大计数值在图9-3所示的例子，杯子最多可以装780滴水，这个780就是计数器的最大值。2、计数器的初始值在图9-3中，如果从空杯开始接水到杯子接满，一共接到780滴，历时780S也即13分钟。而如果我们要用该系统计时10分钟，该如何做呢？可以先往该杯子中装入180滴水，则从此时开始到水装满杯子，一共历时就是10分钟了，而这个一开始就装入计数器中的值，就是计数器的初值。3、上溢和下溢图9-3中，当将水加满时将会发生溢出，这种溢出由于是向上递增导致的溢出，故称上溢。与上溢相对的是下溢，如果是将杯子的水放干，则放干时也可以认为是一种溢出--下溢。4、重装值和自动重装值寄存器

在图9-3所示的定时器中一次最多可以定时13分钟，现在有一个问题，如果我们想定时1个小时，也就是超过定时器一轮定时时间，该如何实现呢？我们可以采用这么一种办法:一开始就装入杯子180滴水，满后迅速倒掉，然后再装入180滴水，如此反复，经过6次刚好就实现了1小时的定时。在这个过程中，我们要准备两个杯子，一个杯子用于接水做计数器，另一个用于保存计数器的初始值(为了方便讨论，假设水是可以复制的)，如图9-4所示.一开始时，将乙杯的水装入甲杯，然后开始计数，甲杯装满后，倒掉，然后又将乙杯的水迅速复制到甲杯中，继续计数，假设倒水、装水是一瞬间完成，则如此反复6次，即可计时到1小时。在这个过程中，乙杯用于保存甲的初始值，每次甲满后都对甲清0并将乙的值自动复制到甲中。

像这种在计数器计数满之后，就自动往计数器中装入初始值的过程叫自动重新装载，简称自动重装载。而用于保存计数器初值的寄存器叫自动重装值寄存器(auto-reloadregister,简写为ARR)。5、预分频器、分频系数及预分频寄存器在前面的例子中，每一滴水滴到杯子时经历的时间是1S，一次装满可以计时13分钟。而如果我们希望将计时值扩大，一轮装满就可以有1个小时甚至更长的时间，有什么办法呢?由于甲杯的容量是确定的，所以我们需要在滴落过程想办法，减缓水滴落到甲杯的时间。为此，我们设计这样一个缓冲器，该缓冲器放置于水龙头和甲杯的中间，每接收到5滴水，缓冲器就滴落1滴到甲杯中，这样将甲杯从0到满经历时间就是5S*780=65分钟了，可见计时范围大大扩大。

像这种装满5滴水才会流出1滴的缓冲器我们叫预分频器(prescaler,简写为PSC)，这个5为预分频器的分频值。分频后信号频率减小但周期增加，用于装载分频值的寄存器叫预分频寄存器。6、信号捕获和比较寄存器现在我们要用图9-3所示的装置来了解使用热水器烧水的时间，我们准备好一张纸和笔。假设在第5滴水落下的瞬间我们按下热水器的开关开始烧水，我们将这个5记录到纸上。当水烧开时，热水器的开关自动断开，假设断开瞬间刚好第725滴水落下到水杯，我们将这个725记录到纸上。由于此时没有预分频，所以水杯接到的水是1秒1滴，由此可以计算出烧水所用的时间为725-5=720秒。

在这个过程中，开关的按下与弹起称为触发；将触发瞬间计数器的值记录到纸上，这个过程叫捕获；记录捕获到的计数值的纸称为捕获寄存器(captureregister)，由于该