STM32常規(guī)定時(shí)器主要包括基本定時(shí)器、通用定時(shí)器和高級(jí)定時(shí)器。不論哪一類(lèi)定時(shí)器，都有個(gè)共同的計(jì)數(shù)定時(shí)單元，我們把它稱(chēng)之為時(shí)基單元。

該單元主要由三部分組成：

分頻模塊、計(jì)數(shù)模塊、自動(dòng)重裝載模塊?。

分頻模塊用來(lái)對(duì)外來(lái)的計(jì)數(shù)時(shí)鐘進(jìn)行分頻，這里有個(gè)分頻計(jì)數(shù)器，通過(guò)它來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)鐘的分頻功能。與之對(duì)應(yīng)的有個(gè)分頻器寄存器TIMx_PSC，用來(lái)配置和存放分頻比、分頻系數(shù)。

計(jì)數(shù)模塊用來(lái)對(duì)來(lái)自分頻器輸出的計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。相應(yīng)的這里有個(gè)寄存器—計(jì)數(shù)器寄存器TIMx_CNT，為了把該計(jì)數(shù)器跟別的計(jì)數(shù)器區(qū)別開(kāi)來(lái)，不妨稱(chēng)它為核心計(jì)數(shù)器。

自動(dòng)重裝載模塊用來(lái)配合計(jì)數(shù)器溢出，當(dāng)計(jì)數(shù)器溢出時(shí)為之賦予初始計(jì)數(shù)值的功能單元。與之相應(yīng)的有個(gè)自動(dòng)重裝載寄存器TIMx_ARR.當(dāng)自動(dòng)重裝載寄存器TIMx_ARR修改生效后就可以自動(dòng)地作為計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)邊界或重裝值。

關(guān)于自動(dòng)重裝及自動(dòng)重裝載寄存器TIMx_ARR是個(gè)相對(duì)比較難理解的地方，尤其關(guān)于ARR寄存器數(shù)據(jù)的含義。我們?cè)诳碨TM32參考手冊(cè)時(shí)，很難一下子理解得很到位，往往需要結(jié)合上下文內(nèi)容反復(fù)閱讀后去領(lǐng)會(huì)。關(guān)于計(jì)數(shù)器的溢出與重裝，在手冊(cè)里只有些零散且并不算清晰的介紹，這里盡力跟大家做些交流，以供參考。

當(dāng)計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，自動(dòng)重裝載器為計(jì)數(shù)器重裝計(jì)數(shù)初始值。自動(dòng)重裝寄存器【ARR】為計(jì)數(shù)器設(shè)置計(jì)數(shù)邊界或初始值，決定計(jì)數(shù)脈沖的多少或計(jì)時(shí)周期長(zhǎng)短。比如：計(jì)數(shù)器向上計(jì)數(shù)時(shí)，計(jì)到多少發(fā)生溢出；向下計(jì)數(shù)時(shí)從多少開(kāi)始往下計(jì)數(shù)。平常我們泛泛地說(shuō)ARR寄存器為計(jì)數(shù)器提供計(jì)數(shù)邊界或重裝值,但它的具體含義及使用需要結(jié)合計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)模式才能確定。

那一起看看STM32定時(shí)器所支持的三種計(jì)數(shù)模式及計(jì)數(shù)過(guò)程。

【文中圖片可以點(diǎn)擊放大觀看】

從上面三種計(jì)數(shù)模式下的計(jì)數(shù)動(dòng)作來(lái)看，不同模式下計(jì)數(shù)器的溢出點(diǎn)并不一樣，溢出后重裝值也不一樣。顯然，ARR寄存器里的數(shù)據(jù)扮演的角色也因不同的計(jì)數(shù)模式而有所不同。我這里特地就三種計(jì)數(shù)模式下的溢出與重裝匯總成一個(gè)表格，以便觀察和比較。不難看出，重裝值并不一定等于ARR，有時(shí)重裝值就是0.

根據(jù)上面的介紹和分析，我們要弄清楚幾點(diǎn)：

1、對(duì)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)以及溢出是計(jì)數(shù)器的事；

2、當(dāng)計(jì)數(shù)器發(fā)生溢出時(shí)對(duì)計(jì)數(shù)器重裝初始值是自動(dòng)重裝載器的事；

3、ARR寄存器里數(shù)據(jù)的含義會(huì)因計(jì)數(shù)模式的不同而有所不同；

我們弄個(gè)實(shí)例來(lái)看看，以加深對(duì)這個(gè)溢出與重裝的理解。

我們來(lái)看一個(gè)通過(guò)高級(jí)定時(shí)器使用比較輸出功能輸出指定個(gè)數(shù)脈沖的實(shí)例。假設(shè)使用PWM輸出的單脈沖模式，借助高級(jí)定時(shí)器的RCR【重復(fù)計(jì)數(shù)器寄存器】來(lái)輸出指定個(gè)數(shù)的PWM脈沖。

單脈沖模式：計(jì)數(shù)器啟動(dòng)后，對(duì)于高級(jí)定時(shí)器，發(fā)生第RCR+1次溢出時(shí)觸發(fā)更新事件，同時(shí)計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。對(duì)于通用定時(shí)器，沒(méi)有RCR寄存器，即每次溢出都可以產(chǎn)生更新事件，然后停止計(jì)數(shù)。

首先，我們需選擇合適的計(jì)數(shù)模式與PWM輸出模式來(lái)完成該任務(wù)。

條件1：向上計(jì)數(shù)模式 + PWM1模式；RCR=2; 極性選擇高有效。

基于這個(gè)條件，當(dāng)CCR大于計(jì)數(shù)器CNT時(shí)，OCx端輸出高電平，反之輸出低電平。

RCR=2,意味著計(jì)數(shù)器在發(fā)生第3次溢出時(shí)產(chǎn)生更新事件。

經(jīng)驗(yàn)證測(cè)試，基于上面條件的輸出波形是下面的樣子。

【圖一、向上計(jì)數(shù)模式+ PWM1模式RCR=2;極性選擇高有效】

一眼就可以看出，輸出波形后面多了高電平尾巴，如果是自己期望的倒還好。如果希望最后電平停在低電平，顯然就不合適了。

我們先不管合不合適，看看為什么會(huì)這樣。最后發(fā)生溢出時(shí)計(jì)數(shù)器的值不等于ARR嗎？結(jié)合上面圖形，不難看出ARR的值顯然比CCR要大得多，即最后時(shí)刻計(jì)數(shù)器的值比CCR要大，那根據(jù)上面PWM1模式和極性選擇條件，不是該輸出低電平嗎？怎么會(huì)輸出高電平呢？奇怪！哪里不對(duì)勁呢？

那我們換個(gè)PWM輸出模式，保持其它條件不變，看看使用PWM2模式結(jié)果如何？

條件2：向上計(jì)數(shù)模式 + PWM2模式；RCR=2; 極性選擇高有效。

基于上面條件，當(dāng)CCR大于計(jì)數(shù)器CNT時(shí)，OCx端輸出低電平，反之輸出高電平?【即跟PWM1模式時(shí)的輸出是相反的】。

RCR=2,同樣意味著計(jì)數(shù)器在發(fā)生第3次溢出時(shí)產(chǎn)生更新事件。

經(jīng)驗(yàn)證測(cè)試，基于上述條件輸出波形變成了下面的樣子。

【圖二、向上計(jì)數(shù)模式+ PWM2模式RCR=2;極性選擇高有效】

3個(gè)脈沖輸出倒是漂亮。細(xì)心的人是否還是發(fā)現(xiàn)了最后結(jié)尾那個(gè)地方有點(diǎn)不對(duì)勁呢？第三次發(fā)生溢出【CNT==ARR】產(chǎn)生更新事件后，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)了，如果此時(shí)計(jì)數(shù)器的值等于ARR的值，根據(jù)剛才PWM2模式和極性選擇的條件，那輸出應(yīng)該保持為高電平才合理怎么這又變成低了呢？

那問(wèn)題出在哪里呢？似乎哪一副圖都存在著原理上說(shuō)不過(guò)去的地方。結(jié)合前面的溢出與重裝的的介紹與分析，或許有人看出端倪了。

其實(shí)，這兩副圖中，最后發(fā)生溢出的時(shí)刻都是在CNT等于ARR的時(shí)候，溢出的同時(shí)觸發(fā)了更新事件。加上定時(shí)器工作在單脈沖PWM輸出模式，計(jì)數(shù)器被停止計(jì)數(shù)。但計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，并不妨礙計(jì)數(shù)器溢出時(shí)自動(dòng)重裝載器對(duì)其做初始值的重裝。那么這個(gè)重裝值是多少呢？結(jié)合這里的計(jì)數(shù)模式，這個(gè)重裝值正好是0，即計(jì)數(shù)器的值變?yōu)?了，并停在這個(gè)位置。既然溢出后計(jì)數(shù)器值變?yōu)?了，對(duì)于PWM1模式+高有效極性選擇的話，相應(yīng)的比較輸出結(jié)果就是高電平；對(duì)于PWM2模式+高有效極性選擇的話，相應(yīng)的比較輸出結(jié)果就是低電平。經(jīng)這樣分析所得結(jié)論，正好跟我們的實(shí)測(cè)結(jié)果一致。