TIMER

我们有高级控制定时器(ADTIM)、 通用定时器(GPTIMA,GPTIMB,GPTIMC)与基础(BSTIM)定时器，他们是完全独立的，不共享任何资源，可以同步操作。下图主要从预装载寄存器（ARR）位数、预分频寄存器（PSC）、计数模式、是否支持重复计数、具有几路输出比较/输入捕获以及互补输出通道来区分不同timer之间的区别：

timer

ARR reg

PSC reg

Counter mode

RCR reg

Compare/Capture

Complementary output

BSTIM

16bit

16bit

UP

N

N

N

GPTIMA

32bit

16bit

UP/DOWN

N

4

N

GPTIMB

16bit

16bit

UP/DOWN

N

4

N

GPTIMC

16bit

16bit

UP

Y

2

ch1

ADTIM

16bit

16bit

UP/DOWN

Y

4

ch1/ch2/ch3

时基介绍

时钟源

定时器时钟来源于系统时钟，软件中可以通过宏 SDK_HCLK_MHZ 获取

计数器时钟

定时器时钟经过 PSC 预分频器之后，用来驱动计数器计数。 PSC 是一个16 位的预分频器，可以对定时器时钟进行 1~65536 之间的任何一个数进行分频。具体计算方式为：SDK_HCLK_MHZ/(PSC+1)

计数器

除了BSTIM和GPTIMC只有递增计数模式外，其它定时器计数器都有三种计数模式，分别为递增计数模式、递减计数模式和递增/递减(中心对齐)计数模式。

  1. 递增计数模式下，计数器从 0 开始计数，每来一个脉冲计数器就增加 1，直到计数器的值与自动重载寄存器 ARR 值相等，然后计数器又从 0 开始计数并生成计数器上溢事件，计数器总是如此循环计数。如果禁用重复计数器，在计数器生成上溢事件就马上生成更新事件；如果使能重复计数器，每生成一次上溢事件重复计数器内容就减 1，直到重复计数器内容为 0 时才会生成更新事件。

  2. 递减计数模式下，计数器从自动重载寄存器 ARR 值开始计数，每来一个脉冲计数器就减 1，直到计数器值为 0，然后计数器又从自动重载寄存器 ARR 值开始递减计数并生成计数器下溢事件，计数器总是如此循环计数。如果禁用重复计数器，在计数器生成下溢事件就马上生成更新事件；如果使能重复计数器，每生成一次下溢事件重复计数器内容就减 1，直到重复计数器内容为 0 时才会生成更新事件。

  3. 中心对齐模式下，计数器从 0 开始递增计数，直到计数值等于(ARR-1)值生成计数器上溢事件，然后从 ARR 值开始递减计数直到 1 生成计数器下溢事件。然后又从 0 开始计数，如此循环。每次发生计数器上溢和下溢事件都会生成更新事件。

重复计数器

对于BSTIM、GPTIMA、GPTIMB发生上/下溢事件时直接就生成更新事件，而GPTIMC和ADTIM在硬件结构上多出了重复计数器，在定时器发生上溢或下溢事件是递减重复计数器的值，只有当重复计数器为 0 时才会生成更新事件。在发生 N+1 个上溢或下溢事件(N 为 RCR 的值)时产生更新事件。

自动重装载寄存器

自动重装载寄存器里面装着计数器能计数的最大数值，最大值取决于寄存器的位数，除了GPTIMA是32位的外其余都是16位。当计数到这个值的时候，如果使能了中断的话，定时器就产生溢出中断。

定时时间计算

定时器的定时时间等于计数器的周期乘以计数次数。计一个数的时间则是计数器时钟的倒数，等于： 1/（SDK_HCLK_MHZ*1000000/(PSC+1)），可以计算出我们需要的定时时间就等于：1/（SDK_HCLK_MHZ*1000000/(PSC+1)）*(ARR+1)。

PWM输出频率计算

假设需要配置频率为X的脉冲，通过公式 ARR = （SDK_HCLK_MHZ*1000000/(PSC+1)）/ X - 1； 可以确定需要配置的预分频寄存器（PSC）和自动重装载值寄存器 (ARR) 的值。

定时功能

初始化

基本的定时器功能只需要对结构体 TIM_HandleTypeDef 进行初始化即可

  1. 初始化一个全局的 TIM_HandleTypeDef 结构体变量:

    TIM_HandleTypeDef TimHandle;

  2. 选择需要使用的硬件Timer，例如需要使用LSGPTIMA:

    TimHandle.Instance = LSGPTIMA;

  3. 根据应用需求填写相应的预分频系数、自动重装载值的大小、选择计数模式:

    TimHandle.Init.Prescaler     = TIM_PRESCALER;
TimHandle.Init.Period        = TIM_PERIOD;
TimHandle.Init.CounterMode   = TIM_COUNTERMODE_UP;

  4. 将初始化号的结构变量值配置到相应寄存器中:

    HAL_TIM_Init(&TimHandle);

打开定时器

  1. 需要产生中断的话，执行下述接口，定时器开始工作:

    HAL_TIM_Base_Start_IT(&TimHandle);

  2. 只要计数功能调用以下接口，定时器开始工作:

    HAL_TIM_Base_Start(&TimHandle);

事件回调

  1. 如果使能了中断，定时事件到了之后，会进入回调函数 void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim); 用户可以在回调函数内处理应用逻辑

  2. 如果单纯使用计数功能，用户可以使用宏 __HAL_TIM_GET_COUNTER(&TimHandle) 来获取当前计数值

关闭定时器

  1. 如果使能了中断，需要关闭定时器时，调用函数:

    HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_Base_Stop_IT(TIM_HandleTypeDef *htim)

  2. 如果只使用计数功能，需要关闭定时器时，调用函数:

    HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_Base_Start(TIM_HandleTypeDef *htim)

反初始化

反初始化Timer功能:

HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_DeInit(TIM_HandleTypeDef *htim);

PWM输出

初始化

  1. 与定时功能里初始化步骤一样，需要先对定时器的时基部分进行配置

  2. 根据选择使用的硬件Timer，调用相应的接口函数初始化PWM使用到的相关GPIO，比如需要使用LSGPTIMB的四个通道同时输出:

    gptimb1_ch1_io_init(PA00, true, 0);
gptimb1_ch2_io_init(PA01, true, 0);
gptimb1_ch3_io_init(PB14, true, 0);
gptimb1_ch4_io_init(PB15, true, 0);

  3. 初始化输出比较结构体 TIM_OC_InitTypeDef,对指定定时器输出通道进行初始化配置

  4. 调用以下接口完成输出通道的初始化配置:

    HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(TIM_HandleTypeDef *htim,TIM_OC_InitTypeDef *sConfig,uint32_t Channel);

开始产生PWM脉冲

初始化配置完成之后，需要执行下述函数才会开始输出PWM波形:

HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_PWM_Start(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel);

停止PWM输出

需要停止PWM时，调用以下函数接口:

HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_PWM_Stop_IT(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel);

反初始化

  1. 反初始化Timer功能:

    HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_DeInit(TIM_HandleTypeDef *htim);

  2. 调用相应的接口，对配置过的IO进行反初始化，比如对配置过的LSGPTIMB的四个通道的IO进行反初始化:

    gptimb1_ch1_io_deinit();
gptimb1_ch2_io_deinit();
gptimb1_ch3_io_deinit();
gptimb1_ch4_io_deinit();