本篇重點記錄的是STM32F1的通用定時器。
STM32F103ZE有8個定時器，其中2個高階定時器（TIM1、TIM8），4個通用定時器（TIM2、TIM3、TIM4、TIM5），2個基本定時器（TIM6、TIM7）。下表是對這8個定時器的詳細描述。

上表中可看出STM32F103ZE定時器都是16位的，捕獲/比較通道有4個，計數模式包括3種（向上計數、向下計數、中央對齊（向上/向下）計數）。

在此對計數模式做一個解釋
①向上計數模式：計數器從0計數到自動載入值(TIMx_ARR)，然後重新從0開始計數並且產生一個計數器溢位事件。
②向下計數模式：計數器從自動裝入的值(TIMx_ARR)開始向下計數到0，然後從自動裝入的值重新開始，併產生一個計數器向下溢位事件。
③中央對齊模式（向上/向下計數）：計數器從0開始計數到自動裝入的值-1，產生一個計數器溢位事件，然後向下計數到1並且產生一個計數器溢位事件；然後再從0開始重新計數。

1、通用計時器概述

通用計數器TIMx（TIM2~TIM5）定時器的特點包括：

• 位於低速的APB1總線上(APB1)
• 16 位向上、向下、向上/向下(中心對齊)計數模式，自動裝載計數器（TIMx_CNT）。
• 16 位可程式設計(可以實時修改)預分頻器(TIMx_PSC)，計數器時鐘頻率的分頻係數 為 1～65535 之間的任意數值。
• 4 個獨立通道（TIMx_CH1~4），這些通道可以用來作為：
  ① 輸入捕獲
  ② 輸出比較
  ③ PWM 生成(邊緣或中間對齊模式)
  ④ 單脈衝模式輸出
• 可使用外部訊號（TIMx_ETR）控制定時器和定時器互連（可以用 1 個定時器控制另外一個定時器）的同步電路。
• 產生中斷/DMA（6個獨立的IRQ/DMA請求生成器），該中斷產生的事件如下：
  ① 更新：計數器向上溢位/向下溢位，計數器初始化(通過軟體或者內部/外部觸發)
  ② 觸發事件(計數器啟動、停止、初始化或者由內部/外部觸發計數)
  ③ 輸入捕獲
  ④ 輸出比較
  ⑤ 支援針對定位的增量(正交)編碼器和霍爾感測器電路
  ⑥ 觸發輸入作為外部時鐘或者按週期的電流管理
• STM32 的通用定時器可以被用於：測量輸入訊號的脈衝長度(輸入捕獲)或者產生輸出波形(輸出比較和 PWM)等。
• 使用定時器預分頻器和 RCC 時鐘控制器預分頻器，脈衝長度和波形週期可以在幾個微秒到幾個毫秒間調整。STM32 的每個通用定時器都是完全獨立的，沒有互相共享的任何資源。

通用計時器框圖如下：

從圖中我們可以看到通用計時器由時鐘、時基單元、輸入電路、輸出電路構成，下面將會對這四塊分別做介紹。

2、通用計數器 時鐘的選擇

上圖總結為計數器的時鐘有8種選擇：

• 內部RCC提供的時鐘：TIMxCLK（CK_INT）
  CK_INT（內部時鐘）值的計算：
  從下圖可知如果是APB1的分頻係數是1，則通用定時器的時鐘=APB1的時鐘；否則（APB1的分頻係數不是1）通用暫存器的時鐘=APB1時鐘*2；
  
  如：預設使用SystemInit函式的情況下，SYSCLK=72M，AHB時鐘=72M，APB1時鐘=36M，APB1的分頻系數=AHB時鍾APB1時鍾=2$APB1的分頻系數={\displaystyle \frac{AHB時鍾}{APB1時鍾}}=2$ ，所以通用定時器時鐘CK_INT=2*36M=72M。

• 內部觸發器輸入口1~4（ITR1、ITR2、ITR3、ITR4），用一個定時器作為另一定時器的分頻

• 外部捕捉比較引腳，引腳1（TI1FP1或TI1F_ED）、引腳2（TI2FP2）
• 外部引腳：ETR（使能/禁止位、可程式設計設定極性、4位外部觸發過濾器、外部觸發分頻器[分頻器關閉、二分頻、四分頻、八分頻]）

計數器時鐘可以由下列時鐘源提供（該內容意思同上）：
內部時鐘(CK_INT)
外部時鐘模式1：外部輸入腳(TIx)
外部時鐘模式2：外部觸發輸入(ETR)
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，如可以配置一個定時器Timer1而作為另一個定時器Timer2的預分頻器。

3、時基單元

從上圖中我們可看到定時器的構成：

1）計數暫存器（TIMx_CNT）

該暫存器計數模式為3種，向上計數、向下計數和對齊計數

2）預分頻器暫存器（TIMx_PSC）

可將時鐘頻率按1到65536之間的任意值進行分頻，可在執行時改變其設定值

3）自動裝載暫存器（TIMx_ARR）

如果TIMx_CR1暫存器中的ARPE位為0，ARR暫存器的內容將直接寫入影子暫存器；如果ARPE為1，ARR暫存器的內容將再每次的更新事件UEV發生時，傳送到影子暫存器；
如果TIMx_CR1中的UDIS位為0，當計數器產生溢位條件時，產生更新事件；

4）控制暫存器1（TIMx_CR1）

5）DMA中斷使能暫存器（TIMx_DIER）

6）定時器中斷實現步驟

時基單元為我們提供了定時的功能，我們利用該功能實現如下示例程式的編寫：
通過定時器中斷配置，實現每500ms中斷一次，通過定時中斷實現LED燈閃爍。
① 使能定時器時鐘。
RCC_APB1PeriphClockCmd();
② 初始化定時器，配置ARR,PSC（即配置自動裝載暫存器TIMx_ARR和預分頻暫存器值TIMx_PSC）
TIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef* TIMx, IM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct);

ARR、PSC如何確定
1）我們知道計數器ARR溢位後會產生更新中斷，我們以中心對齊模式的時序圖來說明，如下圖：

上圖中CK_INT前面已說過，其頻率由APB1來決定，若使用預設時鐘SystemInit初始化的話，CK_INT=72MHz。
CK_CNT如何確定，我們看下圖

CK_INT=APB1或APB1∗2$CK\mathrm{\_}INT=APB1或APB1\ast 2$
Fck_psc=CK_INT$Fck\mathrm{\_}psc=CK\mathrm{\_}INT$
CK_CNT=Fck_pscPSC[15:0]+1$CK\mathrm{\_}CNT={\displaystyle \frac{Fck\mathrm{\_}psc}{PSC[15:0]+1}}$ 該公式計算出的即為CK_CNT的頻率
　　
那麼一個時鐘週期的時間

T=1CK_CNT=PSC[15:0]+1Fck_psc(348)$$\begin{array}{}\text{(348)}& T={\displaystyle \frac{1}{CK\mathrm{\_}CNT}}={\displaystyle \frac{PSC[15:0]+1}{Fck\mathrm{\_}psc}}\end{array}$$
由於計數器溢位會產生一次中斷，故
Tout（溢出時間）=（ARR+1）∗T=（ARR+1）∗（PSC[15:0]+1）Fck_psc(349)$$\begin{array}{}\text{(349)}& Tout（溢出時間）=（ARR+1）\ast T={\displaystyle \frac{（ARR+1）\ast （PSC[15:0]+1）}{Fck\mathrm{\_}psc}}\end{array}$$
上述公式為何計數器ARR和時鐘分頻PSC都要加1，因為這兩個值是配置在暫存器中的，其實從0開始計數，故要加1。

根據上面匯出的Tout的公式，結合本小節開頭的需求，中斷時間設定為500ms，我們可使用預設的系統頻率，則Fck_psc=CK_INT=72MHz，則

③ 開啟定時器中斷，配置NVIC。
void TIM_ITConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT, FunctionalState NewState);
NVIC_Init();
④ 使能定時器。
TIM_Cmd(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);
⑤ 編寫中斷服務函式。
TIMx_IRQHandler();

7）程式編寫

//通用定時器3中斷初始化
//這裡時鐘選擇為APB1的2倍，而APB1為36M
//arr：自動重灌值。
//psc：時鐘預分頻數
//這裡使用的是定時器3!
void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //時鐘使能

    //定時器TIM3初始化
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //設定在下一個更新事件裝入活動的自動重灌載暫存器週期的值   
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //設定用來作為TIMx時鐘頻率除數的預分頻值
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //設定時鐘分割:TDTS = Tck_tim
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上計數模式
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根據指定的引數初始化TIMx的時間基數單位

    TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE ); //使能指定的TIM3中斷,允許更新中斷

    //中斷優先順序NVIC設定
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;  //TIM3中斷
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;  //先佔優先順序0級
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;  //從優先順序3級
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  //初始化NVIC暫存器


    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  //使能TIMx                     
}
//定時器3中斷服務程式
void TIM3_IRQHandler(void)   //TIM3中斷
{
    if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET)  //檢查TIM3更新中斷髮生與否
    {
    TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update  );  //清除TIMx更新中斷標誌 
    LED1=!LED1;
    }
}
//LED1閃爍的週期為500ms，LED0閃爍的週期為200ms，看到的現象為LED1閃爍慢，LED0閃爍快
int main(void)
{       

    delay_init();            //延時函式初始化    
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //設定NVIC中斷分組2:2位搶佔優先順序，2位響應優先順序

        LED_Init();              //LED埠初始化

    TIM3_Int_Init(4999,7199);//10Khz的計數頻率，計數到5000為500ms  
        while(1)
    {
        LED0=!LED0;
        delay_ms(200);         
    }
}