一、定时器的简介

1、在计算59.65s之前先简要叙述下时钟频率和计数器
①计数时钟频率：这是计数器每秒钟可以增加多少次计数的速率。在此例中，频率为72 MHz，即每秒可计数72000000次。
②计数器溢出：计数器通常是有位宽的（例如16位、32位等），当计数达到其最大值后将会“溢出”并重置为0。这里的预分频器和自动重装寄存器都是16位
③在单片机中对于时钟的频率我们可以通过预分频器降低频率，即72000000(72MHZ)/65536 = 1098.632hz，这样我们便得到了单片机的最小频率，即1/1098.632时，单片机的计数器加1，可得从0-65535需要的时间为（1/1098.632）*65536 = 59.652秒。

2、通过定时器衍生出的功能包括：计数器、定时器、输出比较、输入捕获等

二、定时器的类型

1、定时器的类型包括了高级定时器、通用定时器、基本定时器
2、我们用的这款单片机只包含：TIM1、TIM2、TIM3、TIM4

三、定时器的结构图

1、高级定时器

①重复计器功能

假设RCR(重复计数器)=2，ARR(自动重装器)=1013，当计算到1013时，进入定时器中断

计数过程

• 第一次计数:

  • 从0计数到1003，触发第一个更新事件。此时，定时器确实重置到了0，但是因为 RCR 的存在，它会进入一个特殊的状态。正常情况下，进入定时器中断以后，该定时器会停止自增，等退出中断后重新开始计数自增，但这种情况下，依然会进行置零再重新计数。

• 第二次计数:

  • 在达成第一次更新事件后，计数器并不会像普通的定时器那样停止，而是继续在自增，实际上是在软件上处理这些更新事件。
  • 在这次计数过程中，计数器继续从0计数。当再次计数到1003时，产生第二个更新事件。

• 第三次计数:

  • 再次从0计数，当计数到1003时，再次产生第三个更新事件。

当达成 RCR + 1 次更新（即3次更新）后，后续的更新就会遵循正常的计数重置行为。进入定时器中断以后，该定时器会停止自增，等退出中断后重新开始计数自增。

②互补输出

互补输出指的是两个信号相对的方式工作，即一个信号为高时另一个信号为低，反之亦然。换句话说，在任何给定时间，这两个信号的输出总是相反的。

③死区插入

死区插入是为了防止互补输出信号之间的冲突而设计的。在某些应用中，如H桥驱动电路，如果两个信号同时为高，则可能造成短路，从而损坏设备。因此，在高电平和低电平之间插入一个小的“死区”时间，以确保两个信号不会在同一时间内处于高状态。

在此示例中，t3 时刻引入了 0.5 毫秒的死区时间，确保 PWM_A 在 PWM_B 变高之前已经完全变为低。这段时间可以防止两个信号同时为高而导致短路的问题。

④刹车功能
当外部输入检测到刹车信号时，定时器会停止输出PWM，包括两种停止方式

• 立即停止模式：当接收到刹车信号时，PWM 输出立即停止。
• 慢速刹车模式：通过调节 PWM 占空比逐渐减少电机的速度，而不是立即停止。

2、通用定时器

注：除了少了上面讲述的几个高级定时器专有的功能，其通用定时器和高级定时器并无区别

①时钟选择

可以自由选择内部时钟和外部时钟

②输出比较功能

(用户可以调整 PWM 信号的占空比，以实现不同的输出效果)

工作原理

a、计数器：定时器内部有一个计数器，计数从零开始，直到达到预设的最大值（称为自动重载寄存器）。

b、占空比：在计数过程中，当计数器的值与设定的比较值相等时，定时器会触发输出状态的改变。占空比是指信号高电平持续的时间与整个周期的比例，通常以百分比表示。

c、PWM 模式：通过配置定时器工作在 PWM 模式下，可以使得 PWM 信号的频率和占空比可调。用户只需修改比较值（即占空比），即可实现对输出信号特性的控制。

d、假设我们想要控制一盏 LED 灯的亮度：
当我们希望 LED 以 25% 的亮度运行时，我们将比较值设置为 250（在 1000 的周期中，250 表示 0.25 毫秒为高电平，其余时间为低电平）。
如果我们希望 LED 以 50% 的亮度运行，则将比较值设置为 500。
最后，如果希望 LED 达到最大亮度，即 100%，则将比较值设置为 1000

③输入捕获功能

a、在输入捕获功能下，①代表着每次进入上升沿，硬件电路就会将CNT的值保存到CCR中去，同时CNT的值会被清零
b、②代表着外部的脉冲或者方波的输入，为了避免因为噪音造成的毛刺信号，在滤波器的作用下，在一个采样周期中，信号的标准为连续N个高电平或低电平时，信号方可有效。如连续的次数小于N则该信号会被过滤，不在进入边沿检测极性选择器中，若信号有效，则信号进入边沿选择器，将当前信号与上次信号进行比对，观察是上升沿或是下降沿，分到不同的选择通道中去
c、③被选择的上升或下降沿的信号再次通过触发源的选择，主动是触发从模式Reset，将CNT的值值为0，就像①中所表示的那样
d、④CNT的值每进入一个上升沿的周期，就会被传给CCR进行保存

④PWMI的结构

PWMI与输入捕获的不同在于多了TIFP2的一个输入通道，这个通道的作用在于可以TIFP1测频率的同时，利用TIFP2计算占空比，利用上升沿到下降沿的时间，得到高电平保持时间