江科大STM32学习笔记——TIM定时器
使用时机也不同。
二、TIM定时器
简介：
1.定时器可以对输入的时钟进行计数，并在计数值达到设定值时触发中断
2.16位计数器、预分频器、自动重装寄存器的时基单元，在72MHz计数时钟下可以实现最大59.65s的定时
3.不仅具备基本的定时中断功能，而且还包含内外时钟源选择、输入捕获、输出比较、编码器接口主从触发模式等多种功能
4.根据复杂度和应用场景分为了高级定时器、通用定时器、基本定时器三种类型
为什么在72MHz计数时钟下可以实现最大59.65s的定时?
72M/65536/65536，得到的是中断频率，然后取倒数，就是59.65秒多。
详细解释：在定时器中,预分频器和计数器都是16位的,所以它们的最大值是65535,而不是65536。预分频器的最大值决定了计数时钟的频率,而计数器的最大值决定了定时器的最大计数周期。因此,如果预分频器和计数器的最大值都设置为65535,那么定时器的最大时间就是72MHz/65536/65536，得到的是中断频率，倒数就是中断时间。【最大值是65536，但计数是从0~65535】 
基本定时器（TIM6和TIM7）
这个可编程定时器的主要部分是一个带有自动重装载的16位累加计数器，计数器的时钟通过一个预分频器得到。
软件可以读写计数器、自动重装载寄存器和预分频寄存器，即使计数器运行时也可以操作。
时基单元包含：
1.预分频寄存器(TIMx_PSC)
预分频可以以系数介于1至65536之间的任意数值对计数器时钟分频,就是对输入的基淮频率提前进行一个分频的操作。它是通过一个16位寄存器(TIMx-PSC)的计数实现分频。因为TIMx-PSC控制寄存器具有缓冲,可以在运行过程中改变它的数值,新的预分频数值将在下一个更新事件时起作用。
假设这个寄存器写0，就是不分频，或者说是1分频，这时候输出频率=输入频率=72MHz；如果预分频器写1，那就是2分频，输出频率=输入频率/2=36MHz,所以预分频器的值和实际的分频系数相差了1，即实际分频系数=预分频器的值+1。
2.计数器寄存器(TIMx_CNT)
计数器由预分频输出CK_CNT驱动，设置TIMx_CR1寄存器中的计数器使能位(CEN)使能计数器计数。这个计数器可以对预分频后的计数时钟进行计数,计数时钟每来一个上升沿，计数器的值就加1,由于这个计数器也是16位的，所以里面的值可以从0一直加到65535，如果再加的话，计数器就会回到0重新开始。所以计数器的值在计时过程中会不断地自增运行，当自增运行到目标值时，产生中断，那就完成了定时的任务，所以现在还需要一个存储目标值的寄存器，那就是自动重装寄存器了。
3.自动重裝载寄存器(TIMx_ARR)
自动重装载寄存器是预加载的,每次读写自动重装载寄存器时,实际上是通过读写预加载寄存器实现。根据TIMx CR1寄存器中的自动重装载预加载使能位(ARPE),写入预加载寄存器的内容能够立即或在每次更新事件时,传送到它的影子寄存器。当TIMx CR1寄存器的UDIS位为’0’,则每当计数器达到溢出值时,硬件发出更新事件;软件也可以产生更新事件;关于更新事件的产生，随后会有详细的介绍。
通用定时器（TIM2、3、4、5）
计数器模式
像这样带一个黑色阴影的寄存器，都是有影子寄存器这样的缓冲机制的，包括预分频器，自动重装寄存器和下面的捕获比较寄存器，所以计数的这个ARR自动重装寄存器，也是有一个缓冲寄存器的，并且这个缓冲寄存器是用还是不用，是可以自己设置的。
时钟选择
预分频器之前，连接的就是基准计数时钟的输入，由于基本定时器只能选择内部时钟，所以你可以直接认为时基单元直接连到了输入端，也就是内部时钟CK_INT。内部时钟的来源是RCC_TIMXCLK，这里的频率值一般都是系统的主频72MHz，所以通向时基单元的计数基准频率就是72M。 计数器的时钟由内部时钟(CK_INT)提供。TIMx CR1寄存器的CEN位和TIMx EGR寄存器的UG位是实际的控制位, (除了UG位被自动清除外)只能通过软件改变它们。一旦置CEN位为’1’，内部时钟即向预分频器提供时钟。下图示出控制电路和向上计数器在普通模式下，没有预分频器时的操作。 
计数器时钟可由下列时钟源提供:
-
内部时钟(CK_INT)
-
外部时钟模式1：外部输入脚(TIx)
-
外部时钟模式2：外部触发输入(ETR)
-
内部触发输入(ITRx):使用一个定时器作为另一个定时器的预分频器,如可以配置一个定时器Timer1而作为另一个定时器Timer2的预分频器。
高级定时器
最重要的是中间的时基单元。下面是运行控制：就是控制寄存器上的一些位，比如启动停止、向上或向下计数等等，操作这些寄存器就能控制时基单元的运行。
左边是为时基单元提供时钟的部分，这里可以选择RCC提供的内部时钟，也可以选择ETR引脚提供的外部时钟模式2，也可以选择外部时钟模式1，对应的有ETR外部时钟，TTRX其他定时器，TIX输入捕获通道，这些就是定时器的所有可用的时钟源了。最后这里还有个编码器模式，这一般是编码器独用的模式，普通的时钟用不到这个。
接下来，时基单元和中断输出控制之间，就是计时时间到，产生更新中断后的信号去向。这里的中断信号会先在状态寄存器里置一个中断标志位，这个标志位会通过中断输出控制，到NVIC申请中断。
为什么会有一个中断输出控制呢？
因为这个定时器模块有很多地方都要申请中断。比如图中不仅更新要申请中断，这里触发信号也会申请中断，还有下面的输入捕获和输出比较匹配时也会申请。所以这些中断都要经过中断输出控制，如果需要这个中断，那就允许，如果不需要，那就禁止。简单来说，这个中断输出控制就是一个中断输出的允许位。
代码实战：定时中断和内外时钟源选择
1.定时器定时中断
1.RCC开启时钟，这个基本上每个代码都是第一步。在这里打开时钟后，定时器的基准时钟和整个外设的工作时钟就都会同时打开了
2.选择时基单元的时钟源。对于定时中断，我们就选择内部时钟源 注：没选择时钟，会默认内部时钟
void TIM_InternalClockConfig(TIM_TypeDef* TIMx) 作用：配置TIMx内部时钟，让指定的定时器（TIMx）使用内部时钟（即 APB 总线时钟）作为计数时钟源。
| 参数 | 类型 | 含义 | 示例 |
|---|---|---|---|
TIMx |
TIM_TypeDef* |
要配置的定时器 | TIM2, TIM3, TIM4, TIM5 … |
3.配置时基单元。包括预分频器、自动重装器、计数模式等，这些参数用一个结构体就可以配置好 void TIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct) 作用：根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx时基单元外设。
换句话说，这个函数决定了：
-
定时器多久溢出一次（即中断周期）；
-
是向上数、向下数还是来回数；
-
时钟如何被分频。
定时器溢出时间计算公式
⚙️ 定时周期（T） = (PSC + 1) × (ARR + 1) / f_TIM_CLK
其中：
-
PSC= TIM_Prescaler -
ARR= TIM_Period -
f_TIM_CLK= 定时器输入时钟频率-
若 APB1 总线倍频：f_TIMx = APB1_CLK × 2
-
若 APB2：f_TIMx = APB2_CLK × 2
-
假设定时1s，也就是定时频率为1Hz，那我们就可以PSC给一个7200，ARR给一个10000，然后两个参数都再减一个1，因为预分频器和计数器都有1个数的偏差，所以这里要再减个1。然后注意这个PSC和ARR的取值都要在0~65535之间，不要超范围了
4.配置中断输出控制，允许更新中断输出到NVIC（开启更新中断到NVIC的通路） void TIM_ITConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_IT, FunctionalState NewState) 作用：启用或禁用指定的TIM中断
用于使能或失能定时器的某一个中断类型（例如更新中断、捕获中断等）。
换句话说：
-
你用
TIM_TimeBaseInit()设置好了定时器“多长时间溢出一次”， -
那么要让 CPU 收到中断，就必须调用
TIM_ITConfig()去“打开这个中断通道”。
常见用法：TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE); 意思是：允许 TIM2 在溢出（更新事件）时产生中断请求。
5.配置NVIC，在NMC中打开定时器中断的通道，并分配一个优先级。这部分在上节我们也用过，流程基本是一样的 void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup) void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct)
6.运行控制：整个模块配置完成后，我们还需要使能一下计数器。要不然计数器是不会运行的。当定时器使能后，计数器就会开始计数了，当计数器更新时，触发中断。 void TIM_Cmd(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState) 作用：启用或禁用指定的TIM外设。
Timer.c：
#include "stm32f10x.h" // Device header
void Timer_Init(void)
{
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);//开时钟
TIM_InternalClockConfig(TIM2);//选内部时钟作计数源
//配置时基（时钟分频 / 计数方式 / 预分频 / 重装
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 10000 - 1; // ARR
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 7200 - 1;// PSC
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;// 仅高级定时器有效
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);
TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);//在中断输出控制前先清楚，那之前可能残留的更新标志位清零，避免系统刚启动时误触发一次中断
TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);//中断输出控制
//配置 NVIC、打开 TIM2 的中断入口
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
//运行控制：启动定时器开始计数
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}
main.c:
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Timer.h"
uint16_t Num;
int main(void)
{
OLED_Init();
Timer_Init();
OLED_ShowString(1, 1, "Num:");
while (1)
{
OLED_ShowNum(1, 5, Num, 5);
}
}
//定时器中断服务函数
void TIM2_IRQHandler(void)
{
if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET)// 检查更新中断标志
{
Num ++; // 累加计数
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); // 清除中断标志位
}
}
备注代码分析：
TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update); TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
它们都可以“清除定时器的某个状态位”， 但它们操作的寄存器位定义不同、使用时机也不同。
TIM_ClearFlag() —— 清除事件标志（用于任何场合）
TIM_ClearITPendingBit() —— 清除中断挂起标志（用于中断函数里）
| 项目 | TIM_ClearFlag() |
TIM_ClearITPendingBit() |
|---|---|---|
| 清除的对象 | 事件标志（SR寄存器位） | 中断挂起标志（SR寄存器位） |
| 使用场合 | 初始化阶段或普通逻辑中 | 中断服务函数（ISR）内部 |
| 意图语义 | “把溢出事件状态清空” | “告诉 NVIC：中断我处理完了” |
| 是否影响 NVIC | ❌ 不影响 | ✅ 会让 NVIC 知道该中断已结束 |
| 典型写法 | TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update); |
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); |
2.定时器外部中断
timer.c:
#include "stm32f10x.h" // Device header
void Timer_Init(void)
{
//给 TIM2 打开 APB1 外设时钟，不开时钟后续寄存器都写不进去
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
//给 GPIOA 打开 APB2 外设时钟，因为要用 PA0 当 TIM2 的 ETR 输入脚。
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
//配置GPIO口
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//把 PA0 配成 上拉输入（Input Pull-Up）。
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;//选择要配置的引脚：PA0（它是 TIM2 的 ETR 引脚）。
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
//把 TIM2 设为 外部时钟模式2（ETR当时钟）：
TIM_ExtTRGPSC_OFF：ETR 预分频关（每个有效边沿都计数）
TIM_ExtTRGPolarity_NonInverted：不反相，常用为上升沿有效
0x0F：最大数字滤波（ETF=15），强力去抖/抗毛刺（采样窗口最宽）
TIM_ETRClockMode2Config(TIM2, TIM_ExtTRGPSC_OFF, TIM_ExtTRGPolarity_NonInverted, 0x0F);
//配置时基单元
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 10 - 1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 1 - 1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);
TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}
main.c:
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Timer.h"
uint16_t Num;
int main(void)
{
OLED_Init();
Timer_Init();
OLED_ShowString(1, 1, "Num:");
OLED_ShowString(2, 1, "CNT:");
while (1)
{
OLED_ShowNum(1, 5, Num, 5);
OLED_ShowNum(2, 5, Timer_GetCounter(), 5);
}
}
void TIM2_IRQHandler(void)
{
if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET)
{
Num ++;
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
}
}
TIM输出比较
CNT：时基单元里面的计数器 CCR：捕获/比较寄存器
捕获/比较寄存器是输入捕获和输出比较共用的,当使用输入捕获时，它就是捕获寄存器；当使用输出比较时，它就是比较寄存器。那在输出比较这里，这块电路会比较CNT和CCR的值，CNT计数自增，CCR是我们给定的一个值，当CNT大于CCR、小于CCR或者等于CCR时，这里输出就会对应的置1、置0、置1、置0，这样就可以输出一个电平不断跳变的PWM波形了。这就是输出比较的基本功能。
使用这个PWM波形，是用来等效地实现一个模拟信号的输出
问题：数字输出端口控制LED，按理说LED只能有完全亮和完全灭两种状态，怎么能实现控制亮度大小呢？
通过PWM就可以实现，让LED不断电量、熄灭、点亮、熄灭，当这个点亮熄灭的频率足够大时，LED就不会闪烁了，而是呈现出一个中等亮度。当我们调控这个点亮熄灭的时间比例时，就能让LED呈现出不同的亮度级别。
那接下来我们就来具体地分析一下，定时器的输出比较模块是怎么来输出PWM波形的，我们先看一下通用定时器的这个结构。
接下来我们还需要看一下这个输出模式控制器，它具体是怎么工作的。什么时候给REF高电平，什么时候给REF低电平。我们看一下下面的这个表，这就是输出比较的8种模式，也就是这个输出模式控制器里面的执行逻辑。这个模式控制器的输入是CNT和CCR的大小关系，输出是REF的高低电平，里面可以选择多种模式来更加灵活地控制REF输出。这个模式可以通过寄存器来进行配置，具体操作看下面的表
1.冻结 那这个模式也比较简单，它根本就不管CNT谁大谁小，直接REF保持不变、维持上一个状态就行了，这有什么用呢？比如你正在输出PWM波，突然想暂停一会儿输出，就可以设置成这个模式，一但切换为冻结模式后，输出就暂停了，并且高低电平也维持为暂停时刻的状态，保持不变。这就是冻结模式的作用。
2.匹配时...
这三个模式都是当CNT与CCR值相等时，执行操作。 这些模式就可以用做波形输出了，比如相等时电平翻转这个模式，这个可以方便地输出一个频率可调，占空比始终为50%的PWM波形。比如你设置CCR为0，那CNT每次更新清0时，就会产生一次CNT=CCR的事件，这就会导致输出电平翻转一次，每更新两次，输出为一个周期，并且高电平和低电平的时间是始终相等的，也就是占空比始终为50%，当你改变定时器更新频率时，输出波形的频率也会随之改变。它俩的关系是输出波形的频率=更新频率/2，因为更新两次输出才为一个周期。这就是匹配时电平翻转模式的用途。 
那上面这两个相等时置高电平和低电平，感觉用途并不是很大，因为它们都只是一次性的，置完高或低电平后，就不管事了，所以这俩模式不适合输出连续变化的波形。如果你想定时输出一个一次性的信号，那可以考虑一下下这两个模式。
3.强制为无效电平|有效电平 如果你想暂停波形输出，并且在暂停期间保持低电平或者高电平，那你就可以设置这两个强制输出模式。 4.PWM模式1|2 它们可以用于输出频率和占空比都可调的PWM波形，也是我们主要使用的模式。这个情况比较多，一般我们都只使用向上计数，PWM模式2实际上就是PWM模式1输出的取反(改变PWM模式1和PWM模式2，就只是改变了REF电平的极性而已），是因为REF输出之后还有一个极性的配置，所以使用PWM模式1的正极性和PWM模式2的反极性最终的输出是一样的。所以使用的话，我们可以只使用PWM模式1，并且是向上计数，这一种模式就行了。
那PWM模式1向上计数是怎么输出频率和占空比都可调的PWM波形的呢？
代码实战：PWM的实际使用
3.PWM驱动LED呼吸灯
2.配置时基单元
3.配置输出比较单元，里面包含这个CCR的值、输出比较模式、极性选择、输出使能这些参数 void TIM_OCXInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct) 作用：配置定时器某个通道的“输出比较”特性，决定该通道在计数到某个值时如何对外输出信号。
在 STM32 中，定时器的每个通道（CH1～CH4）都可以做输出比较。 例如 TIM2 有 4 个通道，就有：
-
TIM_OC1Init() -
TIM_OC2Init() -
TIM_OC3Init() -
TIM_OC4Init()
这些就是 TIM_OCxInit() 的具体实现版本。
TIM_OCXInit的X为1、2、3、4，对应4个输出比较单元，或者说输出比较通道。你需要初始化哪个通道，就调用哪个函数。不同的通道对应的GPIO口也是不一样的，所以这里要按照你GPIO口的需求来。这里使用的是PAO口，对应的就是第一个输出比较通道。对于TIM2来说，就是下图对应引脚 
你要使用哪个外设，就只能用对应的引脚，不过，但是虽然它是定死的，STM32还是给了我们一次更改的机会的，这就是重定义，或者叫重映射。比如如果你既要用USART2的TX引脚，又要用TIM2的CH3通道，它俩冲突成，没办法同时用，那我们就可以在这个重映射的列表里找一下，比如这里我们找到了TIM2的CH3，那TIM2的CH3就可以从原来的引脚,换到这里的引脚，这样就避免了两个外设引脚的冲突。如果这个重映射的列表里找不到，那外设复用的GPIO就不能挪位置.这就是重映射的功能，配置重映射是用AFIO来完成的，重映射在最后会讲。 
实际上通用计时器只用到了这些结构体成员，但结构体里面还有些成员是面向高级定时器，比如：
但是如果当你中途想把高级定时器当做通用定时器输出PWM时，那你自然就会把TIM_OCXInit的TIM2改成TIM1。这样的话，这个结构体原本没有用到的成员，现在需要使用，但是对于那些成员并没有赋值,那就会导致高级定时器输出PWM出现一些奇怪的问题最终找到的原因，就是因为这里结构体成员没有配置完整。所以为了避免程序中出现不确定的因素，把结构体所有的成员都配置完整；需要么就先给结构体成员都赋一个初始值，再修改部分的结构体成员， 所以
void TIM_OCStructInit(TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct)有了用武之地。 作用：给 TIM_OCInitTypeDef 结构体所有成员赋默认值。
默认值代表“关闭输出、占空比 0、高电平有效、普通定时模式”等。
相当于：
“先把配置结构体清空，然后再只改需要的部分。”
4.配置GPIO.把PWM对应的GPIO口，初始化为复用推挽输出的配置。
为什么选择这个模式呢?对于普通的开漏/推挽输出,引脚的控制权是来自于输出数据寄存器的
那通过刚才看到引脚定义表，我们就知道了，这里片上外设引脚连接的就是TIM2的CH1通道。所以，只有把GPIO设置成复用推挽输出，引脚的控制权才能交给片上外设，PWM波形才能通过引脚输出。
5.就是运行控制了.启动计数器，这样就能输出PWM了 void TIM_SetCompare1(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare1)（通道1 ） 作用：设置定时器通道 1（CH1）的比较寄存器值 CCR1。
| 模式 | CCR1 的意义 |
|---|---|
| 输出比较模式 (OC) | 定时器计数器 CNT 与 CCR1 相等时，产生输出事件（翻转、置位、复位等） |
| PWM 模式 | 决定 PWM 的占空比（高电平持续时间） |
| 输入捕获模式 (IC) | 存放捕获到的输入信号时刻的计数值 |
重映射： 根据你所要重映射的引脚，在下图找到所需要的模式，比如：如果我们想把PAO改到PA15，就可以选择这个部分重映射方式1，或者完全重映射。
PWM.C:
#include "stm32f10x.h" // Device header
void PWM_Init(void)
{
//开时钟，使能TIM2 和 GPIOA 的外设时钟。
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
//配置 PWM 引脚（PA0 = TIM2_CH1）为复用推挽输出
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
//选用内部时钟
TIM_InternalClockConfig(TIM2);
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1; //ARR
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720 - 1; //PSC
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);
//配置通道1为 PWM1 模式 PWM1 语义：CNT < CCR1 输出为高；否则为低（高电平有效）。
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //CCR
TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);
//启动计数
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}
//运行期调整占空比
void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare)
{
TIM_SetCompare1(TIM2, Compare);
}
//占空比 = CCR1 / (ARR+1)。由于 ARR=99，Compare 取 0~99 → 0%~99%。
main.c:
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "PWM.h"
uint8_t i;
int main(void)
{
OLED_Init();
PWM_Init();
while (1)
{
for (i = 0; i <= 100; i++)
{
PWM_SetCompare1(i);
Delay_ms(10);
}
for (i = 0; i <= 100; i++)
{
PWM_SetCompare1(100 - i);
Delay_ms(10);
}
}
}
-
第一个 for：把 CCR1 从 0、1、2…调到 100 → 占空比从 0% → 100% 渐亮
-
第二个 for：把 CCR1 从 100、99、…调到 0 → 占空比从 100% → 0% 渐暗
-
每步停
10ms，所以上升约101×10ms≈1.01s，下降同理，完整“呼吸”一来回约 2.02s。
4.PWM驱动舵机
5.PWM驱动直流电机
TIM输入捕获
输入捕获对于PID控制算法很重要，没有输入捕获就不能完成闭环控制
输入捕获电路的工作流程
由四个问题来深入输入捕获的工作流程
-
输入捕获和输出比较的区别？
-
为什么要进行一个交叉连接呢？
-
滤波器具体是怎么工作的呢？
-
如何自动清零CNT呢？
1.输入捕获和输出比较的区别？
它们本质上都是围绕着 定时器计数器 CNT 与 比较寄存器 CCRx 之间的关系来工作的。 只是方向相反：
-
输出比较：我想在某个时刻做事
-
输入捕获：我想知道某个时刻是什么
🧩 一、定时器的“计数器机制”回顾
所有“比较/捕获”操作都是围绕 CNT 与 CCR 的比较或记录进行的。
⚙️ 二、输出比较（Output Compare）
定时器自己数到某个值（CCR）时，主动做某件事。
💡 功能定位
-
由 定时器内部事件 触发；
-
常用于：PWM输出、方波输出、定时触发信号、DAC触发、对齐同步等。
⚙️ 工作原理
-
你预先写入一个“比较值”到
CCRx； -
当定时器计数器
CNT == CCRx时：-
产生“输出比较事件”；
-
根据模式（Active、Toggle、PWM1、PWM2…）改变输出引脚电平；
-
可选择是否触发中断或 DMA。
-
🧠 直观理解
就像“闹钟定时”：
“当时间到了 7:00（CNT=CCR），我响铃一次。”
✅ 举例：PWM 输出（输出比较模式之一）
CNT < CCR → 输出高电平 CNT >= CCR → 输出低电平
→ 可调占空比。
⚡ 三、输入捕获（Input Capture）
外部引脚来了信号时，把当前定时器值“拍下来”。
💡 功能定位
-
由 外部信号 触发；
-
常用于：测量脉冲宽度、周期、频率、相位、时间间隔等。
⚙️ 工作原理
-
外部信号输入到定时器通道引脚（如 TIMx_CH1）；
-
在选定边沿（上升/下降/双边）到来时：
-
把当前 CNT 的值锁存到
CCRx； -
产生“捕获事件”，可触发中断或 DMA；
-
用户通过读出
CCRx得到信号的时刻。
-
🧠 直观理解
就像“秒表”：
“每次外部事件发生时，我把当前时间记下来。”
✅ 举例：测频率
-
捕获两次上升沿，读出
CCR1(n)和CCR1(n-1)； -
周期 =
CCR1(n) - CCR1(n-1)； -
频率 =
f_timer / 周期。
📊 四、对比总结表
| 对比项 | 输出比较 (OC) | 输入捕获 (IC) |
|---|---|---|
| 触发源 | 定时器内部计数达到设定值 | 外部信号的边沿 |
| 主要功能 | 输出信号、PWM、定时触发 | 测量信号时间、频率、脉宽 |
| 寄存器 | 写入 CCRx（比较值） |
读取 CCRx（捕获值） |
| 方向 | 定时器 → 外部 | 外部 → 定时器 |
| 典型用途 | PWM、输出脉冲、控制信号 | 测频、测距、红外解码、输入脉冲检测 |
| 输出引脚 | TIMx_CHx 作为 输出 | TIMx_CHx 作为 输入 |
| 对应模式 | TIM_OCMode_* |
TIM_ICPolarity_* |
| 常配合函数 | TIM_OCxInit()、TIM_SetCompareX() |
TIM_ICInit()、TIM_GetCaptureX() |
| 事件方向 | “我想在某时刻做事” | “我想知道某时刻是什么” |
2.交叉连接的目的：
🧩 一、什么叫“交叉连接”（Cross Connection）
在 STM32 的定时器模块中， 每个定时器都有多个通道（CH1~CH4）， 每个通道既可以作为输入（捕获）也可以作为输出（比较 / PWM）。
所谓 “交叉连接” ， 就是让 一个通道的输入信号（例如 CH2） 被 另外一个通道的输入捕获单元（例如 CH1） 使用。
也就是说：
把定时器内部不同通道的输入捕获信号线“交叉接起来”。
STM32 允许你通过寄存器配置，让：
-
TI1（通道1的输入）接收CH2的信号； -
TI2（通道2的输入）接收CH1的信号。
这就叫 交叉连接（Input Cross Connection）。
🧠 二、为什么要“交叉连接”？（目的）
主要目的： 👉 实现双通道配合测量外部信号的“相对时间关系”。
常见应用场景：
| 场景 | 说明 |
|---|---|
| 🕓 测量脉冲宽度（高电平时间） | 用 CH1 捕获上升沿、CH2 捕获下降沿，交叉连接可测完整脉宽 |
| 🧮 测量周期 / 频率 | 两个通道捕获同一信号不同边沿，计算周期 |
| ⚡ 测两路信号相位差 | CH1 捕获信号A，CH2 捕获信号B，交叉连接保证时间基一致 |
| ⚙️ 编码器接口模式（正交编码器） | CH1、CH2 分别接 A/B，相互交叉解码旋转方向 |
| 🔁 高级同步/互补控制 | PWM 输出端可以“交叉触发”其他通道（例如互补输出的死区控制） |
🧭 三、以测量脉宽为例
假设你要测一个脉冲信号的 高电平宽度：
1️⃣ 信号接入 TIM2_CH1 (PA0)
-
上升沿开始：捕获时间 T1
-
下降沿结束：捕获时间 T2
2️⃣ 但是捕获上升和下降两个不同边沿，需要两个输入单元协作。
👉 于是使用交叉连接模式：
-
通道1 捕获上升沿；
-
通道2 捕获下降沿；
-
让 CH2 的输入连接到 CH1 的信号线上（TI1FP2）。
配置代码通常如下：
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure; /* 通道1 捕获上升沿 */ TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; TIM_ICInit(TIM2, &TIM_ICInitStructure); /* 通道2 捕获下降沿（交叉连接：TI1） */ TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2; TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Falling; TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_IndirectTI; // 间接输入，交叉连接 TIM_ICInit(TIM2, &TIM_ICInitStructure);
🔍 TIM_ICSelection_IndirectTI 表示：
通道2 不接自己的 CH2 引脚，而是接通道1的输入信号线（TI1）。
这样：
-
T1（上升沿）由 CH1 捕获；
-
T2（下降沿）由 CH2 捕获；
-
脉宽 = T2 - T1。
⚙️ 四、在寄存器层面的理解
每个通道输入信号有两个来源：
| 模式 | 含义 |
|---|---|
DirectTI |
直接使用自己的输入端（TI1FP1、TI2FP2 等） |
IndirectTI |
使用其他通道的输入端（交叉连接） |
TRC |
来自触发控制信号（用于同步） |
交叉连接就是把“IndirectTI”接上。
| 通道 | DirectTI 来源 |
IndirectTI 来源 |
|---|---|---|
| CH1 | TI1 | TI2 |
| CH2 | TI2 | TI1 |
到这里，电路的整个工作流程讲完了。比如我们可以配置上升沿触发捕获，每来一个上升沿，CNT转运到CCR一次，又因为这个CNT计数器是由内部的标准时钟驱动的，所以CNT的数值，其实就可以用来记录两个上升沿之间的时间间隔，这个时间间隔，就是周期，再取个倒数，就是测周法测量的频率了。另外这里还有个细节问题，就是每次捕获之后，我们都要把CNT清0一下，这样下次上升沿再捕获的时候，取出的CNT才是两个上升沿的时间间隔，这个在一次捕获后自动将CNT清零的步骤，我们可以用主从触发模式，自动来完成。 接下来就是执行细节的问题，把电路执行的细节都了解清楚，这样写程序的时候才能得心应手。好，那接着看一下这里，这是输入捕获通道1的一个更详细的框图，基本功能都是一样的。
3.滤波器具体是怎么工作的呢？
可以看一下手册，在CCMR1寄存器这里有IC1F位，根据它的描述简单理解，这个滤波器工作原理就是：以采样频率对输入信号进行采样，当连续N个值都为高电平，输出才为高电平，连续N个值都为低电平，输出才为低电平。如果你信号出现高频抖动，导致连续采样N个值不全都一样，那输出就不会变化，这样就可以达到滤波的效果。采样频率越低，采样个数N越大说滤波效果就越好，那下面这些描述，就是每个参数对应的采样频率和采样个数。在实际应用中，如果波形噪声比较大入100，就可以把这个参数设置大一些，这样就可以过滤噪声了。
4.如何自动清零CNT呢？
看一下这里，这个TI1FP1信号和TI1的边沿信号，都可以通向从模式控制器，比如TI1FP1信号的上升沿触发捕获,那通过这里，TI1FP1还可以同时触发从模式，这个从模式里面，就有电路，可以自动完成CNT的清零。所以可以看出，这个从模式就是完成自动化操作的利器。 那接下来我们就来研究一下这个主从触发模式。主从触发模式有什么用，如何来完成硬件自动化的操作。 
主从触发模式，就是主模式、从模式。 如果想完成我们刚才说的任务，想让TI1FP1信号自动触发CNT清零，那触发源选择，就可以选中这里的TI1FP1，从模式执行的操作，就可以选择执行Reset的操作。这样TI1FP1的信号就可以自动触发从模式，从模式自动清零CNT，实现硬件全自动测量，这就是主从触发模式的用途。 那有关这些信号的具体解释，可以看手册
然后还有几个注意事项说明一下，首先是这里CNT的值是有上限的，ARR—般设置为最大65535，那CNT最大也只能计65535个数。如果信号频率太低，CNT计数值可能会溢出（因为CNT计数的快慢是根据时基单元的时钟频率而变化的，如果时钟频率很高，CNT增长非常快，如果被测信号频率太低，完全有可能CNT计满65536都不到被测信号的一个周期）。另外还有就是，这个从模式的触发源选择，在这里看到，只有TI1FP1和TI2FP2，没有TI3和TI4的信号，所以这里如果想使用从模式自动清零CNT，就只能用通道1和通道2。对于通道3和通道4，就只能开启捕获中断，在中断里手动清零了，不过这样，程序就会处于频繁中断的状态，比较消耗软件资源，这个注意一下。
这个PWMI模式，使用了两个通道同时捕获一个引脚，可以同时测量周期和占空比。 我们来看一下，上面这部分结构，和刚才演示的一样，下面这里多了一个通道。 首先，TI1FP1配置上升沿触发，触发捕获和清零CNT，正常地捕获周期，这时我们再来一个TI1FP2，配置为下降沿触发，通过交叉通道，去触发通道2的捕获单元，这时会发生什么呢？ 我们看一下左上角的这个图，最开始上升沿，CCR1捕获，同时清零CNT,之后CNT一直++，然后，在下降沿这个时刻，触发CCR2捕获，所以这时CCR2的值，就是CNT从这里到这里的计数值，就是高电平期间的计数值，CCR2捕获，并不触发CNT清零，所以CNT继续++。 
直到下一次上升沿，CCR1捕获周期，CNT清零，这样执行之后CCR1就是一整个周期的计数值，CCR2就是高电平期间的计数值，我们用CCR2/CCR1，是不是就是占空比了。这就是PWMI模式，使用两个通道来捕获频率和占空比的思路。
另外这里，你可以两个通道同时捕获第一个引脚的输入，这样通道2的前面这一部分就没有用到。
代码实战：输入捕获模式测频率和占空比
6.输入捕获模式测频率
现象：在这里，为了测量外部信号的频率，我们先得有个信号源，产生一个频率和占空比可调的波形，但是考虑到大家可能没有信号发生器，所以我这里就借用了一下上一小节的代码。先用PWM模块，在PAO端口输出一个频率和占空比可调的波形，然后我们本节的代码，测量波形的输入口是PA6，所以我们直接用一根线，把PAO和PA6连在一起，这样就能测量自己PWM模块产生波形的频率了。 目前这个程序只能测频率，还不能测量占空比，如果想同时测量频率和占空比，STM32的输入捕获还设计了一个PWM模式，即PWM输入模式。 在3 PWM驱动LED呼吸灯的工程基础上写
前置操作：
PWM模块这里，我们还要再进行一些改进。目前这个代码的逻辑是初始化TIM2的通道1，产生一个PWM波形，输出引脚是PA0。然后通过SetCompare1函数，可以调节CCR1寄存器的值，从而控制PWM的占空比。但是目前PWM的频率，是在初始化里写好了的，是固定的，运行的时候调节不太方便，所以我们在最后再加一个函数，用来便捷地调节PWM频率。 如何调节PWM频率呢？ 通过公式，我们知道PWM频率=更新频率=72M/(PSC+1/(ARR+1)，所以PSC和ARR都可以调节频率，但是占空比=CCR/(ARR+1)，所以通过ARR调节频率，还同时会影响到占空比，而通过PSC调节频率，不会影响占空比，显然比较方便。所以我们的计划是，固定ARR为100-1，通过调节PSC来改变PWM频率，另外ARR为100-1，CCR的数值直接就是占空比，用起来比较直观。 当然实际使用也是有技巧的，一般我们可以根据分辨率的要求，先确定好ARR，比如分辨率，1%就足够了；那ARR给100-1，这样PSC决定频率，CCR决定占空比。如果我想要更高的分辨率，比如0.1%，那ARR就先固定1000-1，这样频率就是72M/预分频/1000，占空比就是CCR/1000，这样也好算。
在这里，目前ARR我们固定给100-1，初始化操作的PSC就先不管，我们后面再写一个函数，在初始化之后单独修改PSC。
例如：定义一个void PWM_SetPrescaler(uint16_t Prescaler)函数,在自定义函数里面，我们就要调用库函数里单独写入PSC的函数了，TIM_PrescalerConfig，就是单独写入PSC的函数。因为这个函数还有一个重装模式的参数，所以它并不叫SetPrescaler，而叫PrescalerConfig。这是这个库的命名规范。
void TIM_PrescalerConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Prescaler, uint16_t TIM_PSCReloadMode)
参数Prescaler：要写入PSC的值。
接下来就可以写输入捕获的代码
1.RCC开启时钟，把GPIO和TIM的时钟打开
注意：我们这个代码还需要TIM2输出PWM，所以输入捕获的定时器要换一个，我们就换到TIM3（这里在组建IC捕获模块，TIM2是PWM已经定义好的，捕获模块要重新定义一个）。其次我们这里用到的是TIM3通道1，查引脚定义表，你就知道为什么连PA6。
2.GPIO初始化，把GPIO配置成输入模式，一般选择上拉输入或者浮空输入模式
3.配置时基单元，让CNT计数器在内部时钟的驱动下自增运行，这一步和之前的代码是一样的
ARR自动重装值，根据之前的分析，arr越大，输入捕获越能更精准地测更小的频率，其次防止计数溢出。 72M/预分频，就是计数器自增的频率，就是计数标准频率。这个需要根据你信号频率的分布范围来调整，我暂时先给72-1，这样标准频率就是72M/72=1MHz。
4.配置输入捕获单元，包括滤波器、极性、直连通道还是交叉通道、分频器这些参数，用一个结构体就可以统一进行配置了 TIM_ICInit()
5.选择从模式的触发源。触发源选择为TI1FP1，这里调用一个库函数，给一个参数就行了 void TIM_SelectInputTrigger(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_InputTriggerSource);
6.选择触发之后执行的操作。执行Reset操作，这里也是调用一个库函数就行了 void TIM_SelectSlaveMode(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_SlaveMode);
7.当这些电路都配置好之后，调用TIM_Cmd函数，开启定时器,这样所有的电路就能配合起来，按照我们的要求工作了。直接读取CCR寄存器，然后按照fc/N，（N是读取CCR的值）计算一下就行了。这就是整个程序的思路
ic.c:
#include "stm32f10x.h" // Device header
void IC_Init(void)
{
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
TIM_InternalClockConfig(TIM3);
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 65536 - 1; //ARR
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1; //PSC
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure);
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;
TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);
TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI1FP1);
TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset);
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}
uint32_t IC_GetFreq(void)
{
return 1000000 / (TIM_GetCapture1(TIM3) + 1);
}
int main(void){
PWM_Init(); // TIM2_CH1 在 PA0 输出PWM（默认1kHz，占空比0%）
IC_Init(); // TIM3_CH1 在 PA6 捕获周期（复位从模式）
while(1){
uint32_t f = IC_GetFreq(); // 读测得的频率
// 显示/打印/用于控制
}
}
7.PWMI模式测频率占空比
在6 输入捕获模式测频率做修改
需要将输入捕获初始化的部分，需要进行一下升级，配置成两个通道同时捕获同一个引脚的模式，怎么配置呢？
两种方法：
第一种，把这个通道初始化的部分，复制一份，这个结构体定义的不要复制了。然后呢，通道1是直连输入，上升沿触发，沿用这个配置。接着下面，通道1改成通道2，直连输入，改成这个交叉输入，上升沿触发，改成下降沿触发，这样看一下，是不是就对应我们PPT的这个结构了。通道1，直连输入，上升沿触发；通道2，交叉输入，下降沿触发，这样就可以了。 
第二种：库里有专门的封装函数。只针对于通道1和通道2
TIM_PWMIConfig(TIM3, &TIM_ICInitStructure);
写一个获取占空比的函数，根据上一小节的分析，高电平的计数值存在CCR2里，整个周期的计数值存在CCR1里，我们用CCR2/CCR1，就能得到占空比了
uint32_t IC_GetDuty(void)
{
return (TIM_GetCapture2(TIM3) + 1) * 100 / (TIM_GetCapture1(TIM3) + 1);
}
TIM编码器接口
注意：❤️ 编码器接口 只能接定时器的通道1和通道2
那使用正交信号相比较单独定义一个方向引脚，有什么好处呢？ 首先就是正交信号精度更高，因为A、B相都可以计次，相当于计次频率提高了一倍；其次就是正交信号可以抗噪声，因为正交信号，两个信号必须是交替跳变的，所以可以设计一个抗噪声电路。如果一个信号不变，另一个信号连续跳变，也就是产生了噪声，那这时计次值是不会变化的。 
所以我们编码器接口的设计逻辑就是，首先把A相和B相的所有边沿作为计数器的计数时钟，出现边沿信号时，就计数自增或自减，然后到底是增还是减呢，这个计数的方向由另一相的状态来确定。当出现某个边沿时，我们判断另一相的高低电平，如果对应另一相的状态出现在上面这个表里，那就是正转，计数自增；反之，另一相的状态出现在下面这个表里那就是反转，计数自减，这样就能实现编码器接口的功能了，这也是我们STM32定时器编码器接口的执行逻辑。 接下来，我们就来看一下这个定时器的框图，看一下这个编码器接口的电路是如何设计的。
注意使用编码器模式的时候，我们之前一直在使用的72MHz内部时钟，和我们在时基单元初始化时设置的计数方向，并不会使用。因为此时计数时钟和计数方向都处于编码器接口托管的状态，计数器的自增和自减，受编码器控制.
然后我们看一下这里，我给出的一个编码器接口基本结构。
输入捕获的前两个通道，通过GPIO口接入编码器的A、B相，然后通过滤波器和边沿检测极性选择 ，产生TI1FP1和TI2FP2，通向编码器接口。编码器接口通过预分频器控制CNT计数器的时钟，同时，编码器接口还根据编码器的旋转方向，控制CNT的计数方向，编码器正转时，CNT自增，编码器反转时，CNT自减。 另外这里ARR也是有效的，一般我们会设置ARR为65535，最大量程，这样的话，利用补码的特性，很容易得到负数。比如CNT初始为0，我正转，CNT自增，0、 1、2、3、4、5、6、7等等，显示都没问题，但是我反转呢，CNT自减，0下一个数就是65535，接着是65534、65533等等这里负数不应该是-1、-2吗，65535是不是就出问题了。但是没关系，直接把这个16位的无符号数转换为16位的有符号数。根据补码的定义，这个65535就对应-1，65534就对应-2（有符号编码时负数按补码计算，2^16 的补码= -1）等等，这样就可以直接得到负数，非常方便，这就是我们读出数据得到负数的一个小技巧。
最后我们来看一些工作细节，和两个小例子。 这个工作描述的表，描述的就是我们刚才说什么时候正转、反转的，编码器接口的工作逻辑 
这个实例展示的是极性的变化对计数的影响。 TI1反相是什么意思呢？
此时看下这个图，这里TI1和TI2进来，都会经过这个极性选择的部分。
在输入捕获模式下，这个极性选择是选择上升没有效还是下降沿有效的。但是根据我们刚才的分析，编码器接口，显然始终都是上升沿和下降沿都有效的，上升沿和下降沿都需要计次，所以在编码器接口模式下，这里就不再是边沿的极性选择了而是高低电平的极性选择。如果我们选择上升沿的参数，就是信号直通过来，高低电平极性不反转；如果选择下降沿的参数，就是信号通过一个非门过来，高低电平极性反转，所以这里就会有两个控制极性的参数，选择要不要在这里加一个非门，反转一下极性。
代码实战：编码器接口测速
这里编码器测速一般应用在电机控制的项目上，使用PWM驱动电机，再使用编码器测量电机的速度，然后再用PID算法进行闭环控制。 现象：接了一个旋转编码器模块，这个代码和之前我们写的旋转编码器计次的代码，实现的功能基本都是一样的。目前我们这个代码，本质上也是旋转编码器计次，只不过这个代码是通过定时器的编码器接口，来自动计次。而我们之前的代码是通过触发外部中断，然后在中断函数里手动进行计次，使用编码器接口的好处就是节约软件资源， 如果使用外部中断来计次，那当电机高速旋转时，编码器每秒产生成千上万个脉冲，程序就得频繁进中断，然后进中断之后，完成的任务又只是简单的加—减一，是不是我们的软件资源就被这种简单而又低级的工作给占用了。所以，对于这种需要频繁执行，操作又比较简单的任务，一般我们都会设计一个硬件电路模块，来自动完成。那我们本节这个编码器接口，就是用来自动给编码器进行计次的电路。如果我们每隔一段时间取一下计次值，就能得到编码器旋转的速度了。
1.RCC开启时钟，开启GPIO和定时器时钟 2.配置GPIO，把PA6和PA7配置成输入模式 3.配置时基单元，这里预分频器我们一般选择不分频 4.配置输入捕获单元。不过这里输入捕获单元只有滤波器和极性这两个参数有用，后面的参数没有用到，与编码器无关 5.配置编码器接口模式。这个直接调用一个库函数就可以了 6.调用TIM_Cmd，启动定时器
encoder.c:
#include "stm32f10x.h" // Device header
void Encoder_Init(void)
{
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 65536 - 1; //ARR
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 1 - 1; //PSC
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure);
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStructure);
TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF;
TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);
TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2;
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF;
TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure);
TIM_EncoderInterfaceConfig(TIM3, TIM_EncoderMode_TI12, TIM_ICPolarity_Rising, TIM_ICPolarity_Rising);
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}
int16_t Encoder_Get(void)
{
int16_t Temp;
Temp = TIM_GetCounter(TIM3);
TIM_SetCounter(TIM3, 0);
return Temp;
}
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