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江协科技教程标准库文档
TIM定时器

STM32 定时器详解

定时中断、输出比较、输入捕获、触发源与从模式

面向嵌入式入门，以 STM32F10x 标准外设库（StdPeriph Library） 为例。
不绑定具体工程，可直接作为学习笔记或实验参考。

一、定时器是什么

1.1 本质

定时器（Timer，STM32 中常写作 TIM）是一个 硬件计数器：

时钟脉冲 → [计数器 CNT] → 计满/匹配 → 产生中断或改变引脚
  • 每来一个时钟 tick，CNT 加 1（或减 1）
  • 可以设置 预分频（PSC） 和 自动重装载（ARR / Period），控制计数速度
  • 计到设定值时，可以：
    • 触发 中断
    • 改变 GPIO 电平（PWM）
    • 记录 外部事件时间（输入捕获）

1.2 两个核心参数

参数寄存器含义
预分频 PSCTIM_PSC把定时器时钟降频
周期 ARRTIM_Period计数器最大值，计满后溢出

计数频率公式（STM32 常见）：

定时器计数频率 = TIM_CLK / (PSC + 1)
溢出周期     = (ARR + 1) / 定时器计数频率

1.3 计算示例

假设 TIM 时钟为 72MHz：

PSCARR计数频率溢出周期
72-11000-11MHz (1μs/tick)1ms
72-110000-11MHz10ms
720-11000-1100kHz10ms

1.4 TIM1~TIM8 功能与引脚对照

以下以 STM32F103 为基准（标准外设库最常用型号）。
TIM5、TIM8 仅存在于高密度 / 超大容量型号；TIM6、TIM7 无外部 GPIO 引脚。
引脚重映射需开启 AFIO 时钟并调用 GPIO_PinRemapConfig()，详见参考手册 Alternate function remapping 章节。

1.4.1 类型与能力总览

定时器类型总线通道支持功能特有功能
TIM1高级APB24 + 互补 3定时中断、OC/PWM、IC、编码器、主从、ETR重复计数器 RCR、互补输出 CHxN、死区、刹车 BKIN
TIM2通用APB14定时中断、OC/PWM、IC、编码器、主从、ETRETR 固定 PA0
TIM3通用APB14定时中断、OC/PWM、IC、编码器、主从、ETR—
TIM4通用APB14定时中断、OC/PWM、IC、编码器、主从—
TIM5通用APB14同 TIM232 位计数器（仅 XL 密度）
TIM6基本APB10定时中断、主模式 TRGO可触发 DAC
TIM7基本APB10定时中断、主模式 TRGO可触发 DAC
TIM8高级APB24 + 互补 3同 TIM1同 TIM1（仅高密度 / XL 密度）

各通道可复用的功能（TIM1-TIM5、TIM8 的 CH1-CH4 均适用）：

功能说明对应引脚角色
输出比较 / PWMCNT 匹配 CCR 时驱动引脚CHx（复用推挽输出）
输入捕获外部边沿锁存 CNT 到 CCRCHx（浮空 / 上拉输入）
编码器接口两相正交脉冲计数CH1 + CH2
外部时钟模式 1外部脉冲驱动 CNTCH1 或 CH2
单脉冲输出硬件产生一个脉冲CHx

1.4.2 TIM1（高级定时器）

信号默认映射部分重映射 GPIO_PartialRemap_TIM1
CH1PA8PA8
CH2PA9PA9
CH3PA10PA10
CH4PA11PA11
CH1N（互补）PB13PA7
CH2N（互补）PB14PB0
CH3N（互补）PB15PB1
BKIN（刹车）PB12PA6
ETR（外部触发）PA12PA12

1.4.3 TIM2（通用定时器）

信号默认映射部分重映射 1 GPIO_PartialRemap1_TIM2部分重映射 2 GPIO_PartialRemap2_TIM2完全重映射 GPIO_FullRemap_TIM2
CH1PA0PA15PA0PA15
CH2PA1PB3PA1PB3
CH3PA2PA2PB10PB10
CH4PA3PA3PB11PB11
ETRPA0（固定）PA0（固定）PA0（固定）PA0（固定）

TIM2 的 ETR 引脚 始终为 PA0，与 CH1 默认引脚相同，重映射 CH1 不影响 ETR。

1.4.4 TIM3（通用定时器）

信号默认映射部分重映射 GPIO_PartialRemap_TIM3完全重映射 GPIO_FullRemap_TIM3
CH1PA6PB4PC6
CH2PA7PB5PC7
CH3PB0PB0PC8
CH4PB1PB1PC9
ETRPD2PD2PD2

ETR（PD2）仅在 64 引脚及以上 封装存在。

1.4.5 TIM4（通用定时器）

信号默认映射重映射 GPIO_Remap_TIM4
CH1PB6PD12
CH2PB7PD13
CH3PB8PD14
CH4PB9PD15

TIM4 无专用 ETR 引脚（外部时钟走 CH1/CH2 从模式）。

1.4.6 TIM5（通用定时器，XL 密度）

信号引脚说明
CH1PA0与 TIM2 默认 CH1 冲突，同一时刻只能用一个
CH2PA1与 TIM2 默认 CH2 冲突
CH3PA2与 TIM2 默认 CH3 冲突
CH4PA3与 TIM2 默认 CH4 冲突

TIM5 为 32 位 计数器，适合超长周期定时；无引脚重映射选项。

1.4.7 TIM6 / TIM7（基本定时器）

定时器外部引脚功能
TIM6无仅定时中断；TRGO 可触发 DAC1
TIM7无仅定时中断；TRGO 可触发 DAC2

基本定时器没有 CHx 引脚，不能用于 PWM / 输入捕获 / 编码器。

1.4.8 TIM8（高级定时器，高密度 / XL 密度）

信号默认映射
CH1PC6
CH2PC7
CH3PC8
CH4PC9
CH1N（互补）PA7
CH2N（互补）PB14
CH3N（互补）PB15
BKIN（刹车）PA6

TIM8 无引脚重映射；功能与 TIM1 对称，常用于第二路电机 PWM。

1.4.9 引脚冲突与选型提示

常见冲突涉及定时器建议
PA0~PA3TIM2 默认 vs TIM5二选一，或重映射 TIM2
PA6 / PA7TIM3 默认 vs TIM8 互补避免同时使用
PB0 / PB1TIM3 CH3/4 vs TIM1 部分重映射互补规划时错开
PC6~PC9TIM3 完全重映射 vs TIM8 默认二选一

快速选型参考（F103 最小系统板常见外设）：

需求推荐定时器典型引脚
简单周期中断TIM2 / TIM3 / TIM4无需引脚
LED / 舵机 PWMTIM2 CH1~4PA0~PA3
编码器测速TIM3PA6 + PA7
电机互补 PWM + 刹车TIM1PA8 + PB13 + PB12
第二路电机 PWMTIM8PC6 + PA7
DAC 同步触发TIM6 / TIM7无引脚，TRGO → DAC

二、四种常见用法

定时器 TIM
├── 1. 定时中断（Time Base）     ← OS tick、周期任务、超时
├── 2. PWM 输出（输出比较 OC）   ← 电机调速、LED 亮度、舵机
├── 3. 输入捕获 IC             ← 测脉宽、测频率、测周期
└── 4. 编码器 / 外部时钟模式    ← 脉冲计数、测转速（进阶）

三者对比

定时中断输出比较 OC输入捕获 IC
方向内部计时MCU → 外部引脚外部引脚 → MCU
触发CNT 计到 ARRCNT == CCR外部边沿到来
主要用途系统 tick、周期任务PWM、方波、脉冲测脉宽、频率、周期
CPU 占用中断里需处理硬件自动，几乎不占硬件锁存，中断可选
典型 APITIM_IT_UpdateTIM_OCxInit PWMTIM_ICInit

三、输出比较（Output Compare）

3.1 是什么

输出比较 = 当计数器 CNT 和某个 比较寄存器 CCR 相等时，硬件自动对 引脚 做预定动作。

CNT:  0 ──1──2──...── CCR ──...── ARR ──0──1──...
                        ↑
                   到达 CCR 时触发动作

动作可以是：

  • 置高 / 置低 / 翻转引脚
  • 产生中断（不直接改引脚）

3.2 与 PWM 的关系

PWM 就是输出比较最典型的应用。

设 ARR = 999，CCR = 300：

CNT  0 ───────── 300 ───────── 999 ──0──
引脚 ████████░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░
     |← 30% 高 →|←── 70% 低 ──→|
  • CCR 越大 → 高电平时间越长 → 占空比越大
  • ARR 决定 PWM 频率：
f_PWM = TIM_CLK / ((PSC + 1) × (ARR + 1))

3.3 输出比较模式（STM32）

模式行为
Frozen比较匹配时不改变引脚（只中断）
Active on match匹配时置高
Inactive on match匹配时置低
Toggle匹配时翻转 → 可生成方波
PWM Mode 1/2标准 PWM

3.4 典型应用

场景说明
LED 调光占空比控制亮度
舵机固定 50Hz，脉宽 1~2ms 控制角度
直流电机调速占空比 ≈ 平均电压
步进 STEP 脉冲定时翻转或单脉冲输出

四、输入捕获（Input Capture）

4.1 是什么

输入捕获 = 当 外部引脚 出现指定边沿（上升/下降）时，硬件 立刻把当前 CNT 值锁存到 CCR，并可触发中断。

外部信号:  ___/‾‾‾‾\___
CNT:       0  5  10  15  20 ...
                 ↑上升沿时，CCR = 10（锁存）

核心：用硬件记录「事件发生时的精确时刻」，不需要 CPU 轮询。

4.2 能测什么

（1）测脉宽

上升沿捕获 → CCR1 = t1
下降沿捕获 → CCR2 = t2
脉宽 = CCR2 - CCR1

应用：超声波测距、红外遥控解码。

（2）测频率 / 周期

连续两次 上升沿 捕获：

周期 T = CCR2 - CCR1
频率 f = 1 / T

应用：转速测量、信号频率检测。

（3）测占空比

一个通道捕上升沿，另一个捕下降沿，或同一通道交替切换边沿。

4.3 为什么不用轮询

方式问题
while(GPIO) 轮询CPU 占用高，边沿可能漏掉
外部中断 + 读 tick可行，但有中断响应抖动
输入捕获硬件在边沿瞬间锁存 CNT，精度最高

4.4 与触发源的区别

输入捕获 IC触发源 TRGI
目的记录边沿时的 CNT 值控制 CNT 怎么数 / 何时数
结果读到 CCR，用于测时间复位 / 门控 / 启动计数
类比拍照记下时刻遥控器控制播放 / 暂停 / 归零

五、触发源与从模式

5.1 整体模型

一个定时器 TIM 有两套角色：

┌─────────────────────────────────────┐
│              TIMx                   │
│                                     │
│  主模式 Master  ──TRGO──→  输出触发  │  「我触发别人」
│                                     │
│  从模式 Slave   ←──TRGI──  输入触发  │  「别人触发我」
│                                     │
│  [PSC] [CNT] [ARR] [CCR]            │
└─────────────────────────────────────┘
术语英文含义
触发源Trigger Source (TRGI)用哪个信号作为「触发输入」
从模式Slave Mode收到触发后，定时器 做什么动作
主模式Master Mode (TRGO)本定时器向外 发什么触发信号

5.2 触发源（TRGI）可选来源

触发源回答的是：「我根据什么信号来决定下一步动作？」

通过 TIM_SelectInputTrigger(TIMx, TIM_TS_xxx) 选择，写入 SMCR 寄存器的 TS 位。

硬件信号来源

触发源说明
ITR0 ~ ITR3来自 其他定时器 的 TRGO（内部联动）
TI1FP1 / TI2FP2来自本定时器 CH1 / CH2 引脚 的边沿，经输入滤波器 后
TI1F_EDCH1 双边沿 检测（不经过滤波器路径 FP1）
ETRF外部触发引脚 ETR，经滤波后
内部事件比较事件、更新事件等（视芯片而定）

标准库枚举对照

常量硬件信号含义
TIM_TS_ITR0 ~ TIM_TS_ITR3ITR0 ~ ITR3其他定时器 TRGO
TIM_TS_TI1F_EDTI1F_EDCH1 双边沿
TIM_TS_TI1FP1TI1 → 滤波 → FP1CH1 引脚滤波后信号
TIM_TS_TI2FP2TI2 → 滤波 → FP2CH2 引脚滤波后信号
TIM_TS_ETRFETR → 滤波ETR 引脚滤波后信号

文档和参考手册里常写 TI1F，标准库枚举写 TI1FP1——多出的 FP 表示 Filtered Path（滤波后路径），含义相同。

TIM_TS_TI1FP1 名字拆解

部分含义
TIM_TSTimer Trigger Source，触发源
TI1Timer Input 1，通道 1 输入（对应 CH1 引脚）
FP1Filtered Path 1，经 输入捕获滤波器 处理后的信号

信号路径（以 CH1 为例）

外部引脚 (TIMx_CH1，如 PA6 = TIM3_CH1)
    ↓
  TI1（原始输入）
    ↓
  输入滤波器（TIM_ICInit 里的 TIM_ICFilter）
    ↓
  TI1FP1  ← TIM_SelectInputTrigger(TIMx, TIM_TS_TI1FP1)
    ↓
  TRGI → 从模式控制器（Reset / Gated / External Clock …）

使用 TIM_TS_TI1FP1 时，通常需先对 CH1 做输入捕获初始化（配置极性与滤波），否则滤波器未生效：

/* 先配 CH1 输入 + 滤波 */
TIM_ICInitStructure.TIM_Channel     = TIM_Channel_1;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity  = TIM_ICPolarity_Rising;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter    = 0x3;   /* 滤波强度 */
TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);

/* 再选触发源 + 从模式 */
TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI1FP1);
TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_External1);  /* 每脉冲 CNT+1 */

与输入捕获的区别

触发源 TRGI输入捕获 IC
作用决定 CNT 怎么数（复位 / 门控 / 外部时钟）边沿到来时把 CNT 锁存到 CCR
配置 APITIM_SelectInputTrigger + TIM_SelectSlaveModeTIM_ICInit + 捕获中断
典型用途编码器脉冲计数、外部同步清零测脉宽、测频率
类比遥控器：归零 / 暂停 / 步进秒表：按下时记下当前时间

两者可共用同一 CH1 引脚和滤波配置，但功能独立——前者管「怎么计数」，后者管「记录时刻」。

5.3 从模式（Slave Mode）

从模式 = 当 TRGI 触发源 来了之后，定时器 CNT 要执行什么动作。

从模式行为直观理解
Reset（复位）触发边沿来时，CNT 清零每到同步点就「对齐」
Gated（门控）触发为高时 CNT 才计数，为低时停闸门打开才流水
Trigger（触发）触发边沿来时，CNT 开始计数按一下才开始跑
External Clock Mode 1触发边沿每来一次，CNT +1外部脉冲当时钟
Disabled不听触发，自己正常跑普通定时器

时序示意

Reset 模式：

TRGI:  ↑     ↑     ↑     ↑
CNT:   0─1─2─0─1─2─3─0─1─2─...
           ↑复位   ↑复位

Gated 模式：

TRGI:  ___/‾‾‾‾‾\_____/‾‾‾\___
CNT:      0 1 2 3       0 1 2
          |← 只有高电平期间计数 →|

External Clock Mode 1：

外部脉冲:  ↑   ↑   ↑   ↑   ↑
CNT:       0   1   2   3   4

5.4 记忆口诀

  • 触发源 = 输入是什么
  • 从模式 = 输入来了做什么
  • 主模式 = 我自己何时输出触发给别人

六、主模式与从模式联动

6.1 主模式（Master / TRGO）

主模式决定：本定时器溢出 / 比较时，向外发什么 TRGO 信号。

主模式 TRGO 源含义
Reset发复位信号（少用）
Enable计数器使能信号
Update更新事件（溢出时） ← 最常用
Compare Pulse比较匹配脉冲
OCxREF某个通道比较输出

6.2 经典组合：定时器级联

需求：实现 1 秒定时，但单次 16 位 CNT 装不下 1 秒。

TIM2（主）                    TIM3（从）
ARR=999, 1ms 溢出一次   →    触发源 = ITRx
                              从模式 = External Clock
                              每收到 1 次 TRGI，CNT+1
                              CNT 到 999 → 1 秒中断

6.3 PWM 同步 + ADC 采样

TIM1 输出 PWM
主模式 TRGO = 在 PWM 特定时刻
    ↓
触发 ADC 采样电流

电流采样点与 PWM 周期 严格对齐，测量更准确。

6.4 典型工程场景

场景主 / 从用法
步进脉冲计数从模式 External Clock，每个 STEP 边沿 CNT+1
编码器测速编码器 A 相当外部时钟
多路 PWM 同相位多个 TIM 从模式 Reset，共用同一 TRGI
超声波测距输出比较发触发，输入捕获测回波时间
ADC + PWM 同步主模式 TRGO 触发 ADC

七、标准库代码示例

以下示例基于 STM32F10x StdPeriph Library，系统时钟假设 72MHz。

7.1 定时中断 — 10ms 周期

#include "stm32f10x.h"

void TIM2_TimeBase_Init(void)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);

    /* 72MHz / 72 = 1MHz，每个 tick = 1us */
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period        = 10000 - 1;   /* 10000us = 10ms */
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler     = 72 - 1;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode   = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);

    TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
    TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);
    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

void TIM2_IRQHandler(void)
{
    if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET)
    {
        TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
        /* 每 10ms 执行一次 */
    }
}

7.2 输出比较 / PWM — PA0 呼吸灯（TIM2 CH1）

#include "stm32f10x.h"

void TIM2_PWM_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

    /* PA0 = TIM2_CH1 */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_0;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    /* 72MHz / 72 / 1000 = 1kHz PWM */
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period        = 1000 - 1;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler     = 72 - 1;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode   = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);

    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode      = TIM_OCMode_PWM1;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse       = 0;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity  = TIM_OCPolarity_High;
    TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);

    TIM_OC1PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable);
    TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, ENABLE);
    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}

void TIM2_PWM_SetDuty(uint16_t duty)   /* duty: 0 ~ 999 */
{
    TIM_SetCompare1(TIM2, duty);
}

7.3 输入捕获 — 测方波周期（TIM3 CH1 / PA6）

#include "stm32f10x.h"

volatile uint32_t g_capture1 = 0;
volatile uint32_t g_capture2 = 0;
volatile uint32_t g_period_ticks = 0;

void TIM3_IC_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

    /* PA6 = TIM3_CH1 */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_6;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    /* 1MHz 计数，1 tick = 1us */
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period        = 0xFFFF;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler     = 72 - 1;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode   = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);

    TIM_ICInitStructure.TIM_Channel     = TIM_Channel_1;
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity  = TIM_ICPolarity_Rising;
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter    = 0x0;
    TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);

    TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_CC1, ENABLE);
    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

void TIM3_IRQHandler(void)
{
    if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_CC1) != RESET)
    {
        static uint8_t edge_count = 0;

        if (edge_count == 0)
        {
            g_capture1 = TIM_GetCapture1(TIM3);
            edge_count = 1;
            TIM_ICInitTypeDef ic = {
                TIM_Channel_1, TIM_ICPolarity_Falling, TIM_ICSelection_DirectTI,
                TIM_ICPSC_DIV1, 0x0
            };
            TIM_ICInit(TIM3, &ic);
        }
        else
        {
            g_capture2 = TIM_GetCapture1(TIM3);
            g_period_ticks = g_capture2 - g_capture1;
            edge_count = 0;
            TIM_ICInitTypeDef ic = {
                TIM_Channel_1, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICSelection_DirectTI,
                TIM_ICPSC_DIV1, 0x0
            };
            TIM_ICInit(TIM3, &ic);
        }

        TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC1);
    }
}

/* 频率计算（1 tick = 1us 时） */
float TIM3_GetFrequency(void)
{
    if (g_period_ticks == 0) return 0.0f;
    return 1000000.0f / g_period_ticks;
}

7.4 从模式：外部时钟 — 每个脉冲 CNT+1

适合 编码器脉冲计数 或 统计 STEP 脉冲个数：

#include "stm32f10x.h"

void TIM3_ExternalClock_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_6;   /* TIM3_CH1 */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period        = 0xFFFF;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler     = 0;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode   = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);

    TIM_ICInitStructure.TIM_Channel     = TIM_Channel_1;
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity  = TIM_ICPolarity_Rising;
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter    = 0x3;
    TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);

    /* 触发源 = TI1，从模式 = 外部时钟模式1 */
    TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI1FP1);
    TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_External1);
    TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM3, TIM_MasterSlaveMode_Enable);

    TIM_SetCounter(TIM3, 0);
    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}

uint16_t TIM3_GetPulseCount(void)
{
    return TIM_GetCounter(TIM3);
}

7.5 从模式：Reset — 外部信号同步清零

void TIM2_SlaveReset_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_0;   /* TIM2_CH1 作为触发输入 */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period        = 1000 - 1;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler     = 72 - 1;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode   = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);

    TIM_ICInitStructure.TIM_Channel     = TIM_Channel_1;
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity  = TIM_ICPolarity_Rising;
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
    TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter    = 0x0;
    TIM_ICInit(TIM2, &TIM_ICInitStructure);

    TIM_SelectInputTrigger(TIM2, TIM_TS_TI1FP1);
    TIM_SelectSlaveMode(TIM2, TIM_SlaveMode_Reset);
    TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM2, TIM_MasterSlaveMode_Enable);

    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}

效果：CH1 每来一个上升沿，TIM2 的 CNT 归零重新计数。

7.6 主从联动 — TIM3 计数 TIM2 的溢出次数

需求：TIM2 每 1ms 溢出，TIM3 计 1000 次 → 1 秒事件。

void TIM2_Master_1ms_Init(void)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef tb;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);

    tb.TIM_Period        = 1000 - 1;
    tb.TIM_Prescaler     = 72 - 1;
    tb.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    tb.TIM_CounterMode   = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM2, &tb);

    TIM_SelectOutputTrigger(TIM2, TIM_TRGOSource_Update);
    TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM2, TIM_MasterSlaveMode_Enable);

    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}

void TIM3_Slave_CountMaster_Init(void)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef tb;
    NVIC_InitTypeDef nvic;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);

    tb.TIM_Period        = 1000 - 1;
    tb.TIM_Prescaler     = 0;
    tb.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    tb.TIM_CounterMode   = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &tb);

    /* ITR 编号查参考手册 Timer linking 表 */
    TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_ITR2);
    TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_External1);
    TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM3, TIM_MasterSlaveMode_Enable);

    TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Update, ENABLE);
    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);

    nvic.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;
    nvic.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
    nvic.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
    nvic.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&nvic);
}

注意：TIM_TS_ITR2 仅为示意，TIM 之间 ITR 映射关系请查阅 STM32F10x 参考手册 中的 Timer linking 表。

7.7 单脉冲输出 — 硬件发一个 STEP 脉冲

void TIM4_OnePulse_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef tb;
    TIM_OCInitTypeDef oc;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_6;   /* TIM4_CH1 */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

    tb.TIM_Period        = 100 - 1;
    tb.TIM_Prescaler     = 72 - 1;
    tb.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    tb.TIM_CounterMode   = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM4, &tb);

    oc.TIM_OCMode      = TIM_OCMode_PWM1;
    oc.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    oc.TIM_Pulse       = 50;
    oc.TIM_OCPolarity  = TIM_OCPolarity_High;
    TIM_OC1Init(TIM4, &oc);

    TIM_SelectOnePulseMode(TIM4, TIM_OPMode_Single);
    TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);
}

void TIM4_TriggerOnePulse(void)
{
    TIM_SetCounter(TIM4, 0);
    TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);
}

八、常用 API 对照表

功能关键 API
定时基TIM_TimeBaseInit
PWM / 输出比较TIM_OC1Init, TIM_SetCompare1
输入捕获TIM_ICInit, TIM_GetCapture1
选触发源TIM_SelectInputTrigger
选从模式TIM_SelectSlaveMode
主模式输出TIM_SelectOutputTrigger
使能主从TIM_SelectMasterSlaveMode
读计数值TIM_GetCounter, TIM_SetCounter
开中断TIM_ITConfig
清中断TIM_ClearITPendingBit
单脉冲TIM_SelectOnePulseMode

关键寄存器概念

TIMx_PSC    预分频
TIMx_ARR    自动重装载（周期）
TIMx_CNT    当前计数值
TIMx_CCR1   比较/捕获寄存器 1
TIMx_CCER   通道使能、极性
TIMx_CCMR   模式：输出比较 or 输入捕获
TIMx_SMCR   从模式控制（SMS、TS）
TIMx_CR2    主模式控制（MMS = TRGO 源）

九、配置思路 checklist

配定时器功能前，按顺序回答这 4 个问题：

  1. 定时器用来干什么？
    → 定时中断 / PWM / 测时间 / 计脉冲

  2. PSC 和 ARR 怎么设？
    → 算出 tick 分辨率和溢出周期

  3. 要不要和外部信号联动？
    → 要：配触发源 + 从模式；不要：普通 Time Base

  4. 要不要触发别的外设？
    → 要：配主模式 TRGO（如触发 ADC）

学习实验建议

阶段实验
入门TIM 1ms/10ms 中断 + 串口打印
进阶TIM PWM 驱动 LED 呼吸灯
进阶TIM 输入捕获测外部方波频率
高级主从级联实现 1 秒长定时
高级外部时钟模式统计脉冲数

附录：概念速记

概念一句话
定时器硬件计数器，按时钟 tick 计数
输出比较CNT 数到 CCR 时 主动改变引脚 → PWM、脉冲
输入捕获外部边沿来时 记下 CNT → 测脉宽、频率
触发源定时器「听谁的信号」
从模式听到信号后「怎么数」
主模式自己「通知谁」

方向记忆：

  • 输出比较 = MCU 告诉世界「到点了」（主动输出）
  • 输入捕获 = 世界告诉 MCU「刚才那一刻是几点」（被动记录）

TIM编码器

ENCODER(Encoder)编码器

ADC

STM32F10x ADC 模数转换器原理、配置与标准库单通道/多通道采集示例

On this page

一、定时器是什么
1.1 本质
1.2 两个核心参数
1.3 计算示例
1.4 TIM1~TIM8 功能与引脚对照
1.4.1 类型与能力总览
1.4.2 TIM1（高级定时器）
1.4.3 TIM2（通用定时器）
1.4.4 TIM3（通用定时器）
1.4.5 TIM4（通用定时器）
1.4.6 TIM5（通用定时器，XL 密度）
1.4.7 TIM6 / TIM7（基本定时器）
1.4.8 TIM8（高级定时器，高密度 / XL 密度）
1.4.9 引脚冲突与选型提示
二、四种常见用法
三者对比
三、输出比较（Output Compare）
3.1 是什么
3.2 与 PWM 的关系
3.3 输出比较模式（STM32）
3.4 典型应用
四、输入捕获（Input Capture）
4.1 是什么
4.2 能测什么
（1）测脉宽
（2）测频率 / 周期
（3）测占空比
4.3 为什么不用轮询
4.4 与触发源的区别
五、触发源与从模式
5.1 整体模型
5.2 触发源（TRGI）可选来源
硬件信号来源
标准库枚举对照
TIM_TS_TI1FP1 名字拆解
信号路径（以 CH1 为例）
与输入捕获的区别
5.3 从模式（Slave Mode）
时序示意
5.4 记忆口诀
六、主模式与从模式联动
6.1 主模式（Master / TRGO）
6.2 经典组合：定时器级联
6.3 PWM 同步 + ADC 采样
6.4 典型工程场景
七、标准库代码示例
7.1 定时中断 — 10ms 周期
7.2 输出比较 / PWM — PA0 呼吸灯（TIM2 CH1）
7.3 输入捕获 — 测方波周期（TIM3 CH1 / PA6）
7.4 从模式：外部时钟 — 每个脉冲 CNT+1
7.5 从模式：Reset — 外部信号同步清零
7.6 主从联动 — TIM3 计数 TIM2 的溢出次数
7.7 单脉冲输出 — 硬件发一个 STEP 脉冲
八、常用 API 对照表
关键寄存器概念
九、配置思路 checklist
学习实验建议
附录：概念速记