1. 高级控制定时器时基单元核心寄存器深度解析
高级控制定时器(Advanced-Control Timer,如STM32F3/F4系列中的TIM1、TIM8)的时基单元是其区别于基本定时器(TIM6/TIM7)和通用定时器(TIM2–TIM5)的核心所在。它不仅承担计数功能,更是PWM波形生成、死区时间控制、同步触发等高级运动控制任务的物理基础。时基单元的运行逻辑并非简单的“计数-溢出-重载”,而是由四个关键寄存器协同构成一个闭环控制系统:计数器(CNT)、预分频器(PSC)、自动重装载寄存器(ARR)与重复次数寄存器(RCR)。这四个寄存器共同定义了定时器的时钟源、计数周期、更新时机与事件触发粒度。理解它们之间的交互关系,是掌握高级定时器底层行为的第一步。
1.1 计数器(CNT)与三种计数模式的本质差异
计数器(CNT)是时基单元的“心脏”,其值随内部时钟或外部时钟信号递增或递减。但CNT本身并不决定何时产生更新事件(Update Event),它只是状态寄存器。真正决定更新事件发生时刻的,是CNT与ARR、RCR之间的数学关系,以及所配置的计数模式。
高级控制定时器支持三种计数模式:向上计数、向下计数与中心对齐计数。这三种模式并非仅改变CNT的增减方向,而是从根本上重构了“溢出”与“下溢”的语义。
向上计数模式:CNT从0开始递增,当CNT值等于ARR值时,发生一次“上溢”(Overflow)。此时,CNT被清零,并准备下一轮计数。这是最直观的模式,其周期为ARR + 1个时钟周期。
向下计