STM32F系列屬于中低端的32位ARM微控制器，該系列芯片是意法半導體（ST）公司出品，其內核是Cortex-M3。該系列芯片按片內Flash的大小可分為三大類：小容量（16K和32K）、中容量（64K和128K）、大容量（256K、384K和512K）。

　　這篇文章主要談談STM32F103的11個定時器的詳細介紹，一起來了解一下。

　　STM32F103的11個定時器詳解

　　STM32F103系列的單片機一共有11個定時器，其中：2個高級定時器、4個普通定時器、2個基本定時器、2個看門狗定時器、1個系統嘀嗒定時器。

　　出去看門狗定時器和系統滴答定時器的八個定時器列表：

　　8個定時器分成3個組；TIM1和TIM8是高級定時器、TIM2-TIM5是通用定時器、TIM6和TIM7是基本的定時器，這8個定時器都是16位的，它們的計數器的類型除了基本定時器TIM6和TIM7都支持向上，向下，向上/向下這3種計數模式。

　　計數器三種計數模式

　　向上計數模式：從0開始，計到arr預設值，產生溢出事件，返回重新計時 向下計數模式：從arr預設值開始，計到0，產生溢出事件，返回重新計時 中央對齊模式：從0開始向上計數，計到arr產生溢出事件，然后向下計數，計數到1以后，又產生溢出，然后再從0開始向上計數。（此種技術方法也可叫向上/向下計數）

　　基本定時器（TIM6，TIM7）的主要功能： 只有最基本的定時功能，。基本定時器TIM6和TIM7各包含一個16位自動裝載計數器，由各自的可編程預分頻器驅動。

　　通用定時器（TIM2~TIM5）的主要功能： 除了基本的定時器的功能外，還具有測量輸入信號的脈沖長度（ 輸入捕獲） 或者產生輸出波形（ 輸出比較和PWM）。

　　高級定時器（TIM1，TIM8）的主要功能： 高級定時器不但具有基本，通用定時器的所有的功能，還具有控制交直流電動機所有的功能，你比如它可以輸出6路互補帶死區的信號，剎車功能等等。

　　通用定時器的時鐘來源; a：內部時鐘（CK_INT）；b：外部時鐘模式1：外部輸入腳（TIx）；c：外部時鐘模式2：外部觸發輸入（ETR）；d：內部觸發輸入（ITRx）：使用一個定時器作為另一個定時器的預分頻器。

　　通用定時期內部時鐘的產生：

　　從截圖可以看到通用定時器（TIM2-7）的時鐘不是直接來自APB1，而是通過APB1的預分頻器以后才到達定時器模塊。

　　當APB1的預分頻器系數為1時，這個倍頻器就不起作用了，定時器的時鐘頻率等于APB1的頻率；當APB1的預分頻系數為其它數值（即預分頻系數為2、4、8或16）時，這個倍頻器起作用，定時器的時鐘頻率等于APB1時鐘頻率的兩倍。

　　自動裝在寄存器arr值的計算： Tout= （（arr+1）*（psc+1））/Tclk；Tclk：TIM3的輸入時鐘頻率（單位為Mhz）。 Tout：TIM3溢出時間（單位為us）。

　　計時1S，輸入時鐘頻率為72MHz，加入PSC預分頻器的值為35999，那么： （（1+psc ）/72M）*（1+arr ）=（（1+35999）/72M）*（1+arr）=1秒 則可計算得出自動窗裝載寄存器arr=1999。

　　通用定時器PWM工作原理

　　以PWM模式2，定時器3向上計數，有效電平是高電平，定時器3的第3個PWM通道為例：

　　定時器3的第3個PWM通道對應是PB0這引腳，三角頂點的值就是TIM3_ARR寄存器的值，上圖這條紅線的值就TIM3_CCR3 當定時器3的計數器（TIM3_CNT）剛開始計數的時候是小于捕獲/比較寄存器（TIM3_CCR3）的值，此時PB0輸出低電平，隨著計數器（TIM3_CNT）值慢慢的增加。

　　當計數器（TIM3_CNT）大于捕獲/比較寄存器（TIM3_CCR3）的值時，這時PB0電平就會翻轉，輸出高電平，計數器（TIM3_CNT）的值繼續增加，

　　當TIM3_CNT=TIM3_ARR的值時，TIM3_CNT重新回到0繼續計數，PB0電平翻轉，輸出低電平，此時一個完整的PWM信號就誕生了。

　　PWM輸出模式

　　STM32的PWM輸出有兩種模式：

　　模式1和模式2，由TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM位確定的（“110”為模式1，“111”為模式2）。區別如下：

　　110：PWM模式1，在向上計數時，一旦TIMx_CNT

　　在向下計數時，一旦TIMx_CNT》TIMx_CCR1時通道1為無效電平（OC1REF=0），否則為有效電平（OC1REF=1）。

　　111：PWM模式2－在向上計數時，一旦TIMx_CNTTIMx_CCR1時通道1為有效電平，否則為無效電平。 由以上可知：

　　模式1和模式2正好互補，互為相反，所以在運用起來差別也并不太大。而從計數模式上來看，PWM也和TIMx在作定時器時一樣，也有向上計數模式、向下計數模式和中心對齊模式

　　PWM的輸出管腳：不同的TIMx輸出的引腳是不同（此處設計管腳重映射） TIM3復用功能重映射：注：重映射是為了PCB的設計方便。值得一提的是，其分為部分映射和全部映射

　　PWM輸出頻率的計算：PWM輸出的是一個方波信號，信號的頻率是由TIMx的時鐘頻率和TIMx_ARR這個寄存器所決定的；輸出信號的占空比則是由TIMx_CRRx寄存器確： 占空比=（TIMx_CRRx/TIMx_ARR）*100% PWM頻率的計算公式為：

　　其中F就是PWM輸出的頻率，單位是：HZ; ARR就是自動重裝載寄存器（TIMx_ARR）; PSC 就是預分頻器（TIMx_PSC）； 72M就是系統的頻率；STM32 高級定時器PWM的輸出。

　　一路帶死區時間的互補PWM的波形圖

　　STM32F103VC這款單片機一共有2個高級定時器TIM1和TIM8，這2個高級定時器都可以同時產生3路互補帶死區時間的PWM信號和一路單獨的PWM信號，具有剎車輸入功能，在緊急的情況下這個剎車功能可以切斷PWM信號的輸出 還具有支持針對定位的增量（正交）編碼器和霍爾傳感器電路。

　　高級控制定時器（TIM1 和TIM8） 由一個16位的自動裝載計數器組成，它由一個可編程的預分頻器驅動，它適合多種用途，包含測量輸入信號的脈沖寬度（ 輸入捕獲） ，或者產生輸出波形（輸出比較、PWM、嵌入死區時間的互補PWM等）。

　　使用定時器預分頻器和RCC時鐘控制預分頻器，可以實現脈沖寬度和波形周期從幾個微秒到幾個毫秒的調節。高級控制定時器（TIM1 和TIM8） 和通用定時器（TIMx） 是完全獨立的，它們不共享任何資源。

　　死區時間

　　H橋電路為避免由于關斷延遲效應造成上下橋臂直通，有必要設置死區時間，死區時間可有效地避免延遲效應所造成的一個橋臂未完全關斷，而另一橋臂又處于導通狀態，避免直通炸開關管。

　　死區時間越大，電路的工作也就越可靠，但會帶來輸出波形的失真以及降低輸出效率。 死區時間小，輸出波形要好一些，但是會降低系統的可靠性，一般這個死區時間設置為us級。

　　元器件死區時間是不可以改變的，它主要是取決于元器件的制作工藝和材料！原則上死區時間當然越小越好。設置死區時間的目的，其實說白了就是為了電路的安全。最佳的設置方法是：在保證安全的前提下，設置的死區時間越小越好。以不炸功率管、輸出不短路為目的。

　　STM32死區時間探究

　　設置寄存器：就是剎車和死區控制寄存器（TIMx_BDTR），這個寄存器的第0—7位，這8個位就是用來設置死區時間的，使用如下：

　　以TIM1為例說明其頻率是如何產生的。定時器1適中產生路線：

　　系統時鐘-》 AHB預分頻 -》 APB2預分頻 –》 TIM1倍頻器–》 產生TIM1的時鐘系統

　　流程圖看可以看出，要想知道TIM1的時鐘，就的知道系統時鐘，AHB預分頻器的值，還有APB2預分頻器的值，只要知道了這幾個值，即可算出TIM1的時鐘頻率？

　　這些值從何來，在“SystemInit（）”這個時鐘的初始化函數中已經給我們答案了，在這個函數中設置的系統時鐘是72MZ，AHB預分頻器和APB2預分頻器值都是設置為1，由此可算出：TIM1時鐘頻率：

　　72MHZ了，TDTS=1/72MHZ=13.89ns

　　Tdtg死區時間步進值，它的值是定時器的周期乘以相應的數字得到的。

　　下面看看官方給的公式如何使用，如下：

　　DTG［7:5］=0xx=》DT=DTG［6:0］×Tdtg，Tdtg=TDTS

　　首先由DTG［7:5］=0xx可以知道的是：DTG的第7位必須為0，剩余的0~6這7位可配置死區時間，假如TIM1的時鐘為72M的話，那么由公式Tdtg=TDTS可計算出：TDTS=1/72MHZ=13.89ns。

　　有了這個值，然后通過公式DT=DTG［6:0］×Tdtg即可計算出DT的值。

　　如果DTG的第0~6位均為0的話，DT=0

　　如果DTG的第0~6位均為1的話，DT=127*13.89ns=1764ns 如果TIM1的時鐘為72M的話，

　　公式1可設置的死區時間0~1764ns，也就是說：

　　如果你的項目需要輸出的PWM信號要求的死區時間是0——1764ns的時候你就可以用公式1

　　同樣可計算出4個公式的死去區間，如下：

　　公式1：DT=0~1764ns

　　公式2：DT=1777.9ns~3528.88ns 公式3：DT=3555.84ns~7000.56ns 公式4：DT=7111.68ns~14001.12ns

　　如何設置死區時間

　　假如我們設計了一個項目要求輸出的PWM信號中加入一個3us的死區時間因為3us這個值在第二個公式決定的死區范圍之內所以選擇第二個公式。3000/（13.89*2）=108， 所以DTG［5:0］=108-64=44

　　所以DTG=127+44+32=203=0XCB，TIM1-》BDTR|=0Xcb

　　這里為什么要在加上一個32那？在公式2中DTG的第5位是一個X，也就是說這一位可以設置為高電平，也可以設置為低電平，在這里我們將這一位設置為了高電平，所有要在加上一個32.如此而已！