1、通用定時器簡介
通用定時器是由一個可編程預分頻器驅動的16位自動裝載計數器構成。通用定時器可以應用於多種場合，如測量輸入信號的脈沖長度（輸入捕獲）或者產生輸出波形（輸出比較和PWM）。使用通用定時器的預分頻器和RCC時鍾控制器的預分頻器，脈沖長度和輸出波形周期可以在幾個微秒到幾個毫秒間調整。
STM32內有多個通用定時器，每個通用定時器都是完全獨立的，沒有互相共享任何資源。
通用定時器的主要功能包括：
16位向上、向下、向上/向下自動裝載計數器。
16位可編程（可以實時修改）預分頻器，計數器時鍾頻率的分頻系數為1~65536之間的任意數值。
4個獨立通道可以實現4路：輸入捕獲、輸出比較、PWM輸出、單脈沖模式輸出。
使用外部信號控制定時器和定時器互連的同步電路。
支持針對定位的增量（正交）編碼器和霍爾傳感器電路。
通用定時器框圖如下：
2、通用定時器的時基單元
通用定時器的時基單元主要由一個16位計數器和與其相關的自動裝載寄存器。這個計數器可以向上計數、向下計數或者向上向下雙向計數。通用定時器的計數器的時鍾由預分頻器分頻得到，至於預分頻器之前的時鍾在時鍾選擇的時候回說到。
通用定時器的計數器、自動裝載寄存器和預分頻器寄存器可以由軟件讀寫，在計數器運行時仍可以讀寫。
如下圖紅色框部分就是通用定時器的時基部分：
時基單元包含：
CNT計數器（TIMx_CNT）。
PSC預分頻器（TIMx_PSC）。
自動重裝載寄存器（TIMx_ARR）。
CNT 計數器和自動重裝載寄存器：
TIMx_ARR寄存器是預先裝載的，寫或讀TIMX_ARR寄存器將訪問預裝載寄存器。通用定時器根據TIMx_CR1寄存器中的ARPE位，來決定寫入TIMx_ARR寄存器的值是立即生效還是要等到更新事件（溢出）后才生效。在計數器運行的過程中，ARPE位的作用如下：
當ARPE = 0時，寫入TIMx_ARR寄存器的值立即生效，即TIMx_CNT計數器的計數范圍立馬更新。其時序圖如下：
當ARPE = 1時，寫入TIMx_ARR寄存器的值不會立馬生效，TIMx_CNT計數器的計數范圍還是跟原來一樣，等到TIMx_CNT計數溢出的時候，寫入TIMx_ARR寄存器的值才生效，即溢出之后TIMx_CNT計數器的計數范圍才會更新。其時序圖如下：
從圖中可以到，計數器TIMx_CNT由預分頻器輸出的CK_CNT時鍾驅動，只有當設置了TIMx_CR1寄存器中的計數器使能位CEN時，CK_CNT才有效，而且真正的計數器使能信號是在CEN位被置位后的一個是時鍾周期。
PSC預分頻器：
在通用定時器框圖中，PSC預分頻器的時鍾來源是CK_PSC，預分頻器可以將CK_PSC的時鍾頻率按1到65536之間的任意值分頻，然后將分頻后的時鍾CK_CNT輸出到CNT計數器，來用驅動CNT計數器計數。
預分頻由16位的TIMx_PSC寄存器控制，TIMx_PSC寄存器是自帶緩沖器，TIMx_PSC寄存器能在計數器計數的過程中被改變，但是新的預分頻器參數只有到下一次溢出之后才被更新。
要注意，由於TIMx_PSC寄存器帶有緩沖功能，在初始化給TIMx_PSC賦值的時候，預分頻器的系數是不會立馬生效的，必須要等到溢出之后才會更新預分頻器的系數。比如說IC上電時，給TIMx_PSC賦值4（即5分頻），但是定時器剛開始運行時的預分頻系數其實還是0（即1分頻），只有當TIMx_CNT計數溢出一次之后，預分頻系數才會更新為4（即5分頻），如果需要立即更新預分頻器的系數，可以將TIMx_EGR的bit0位UG置位，這樣將產生一個更新事件，計數器會被清0，而且預分頻系數會被更新，但是這時候如果開啟了中斷，就會進入一次中斷。
如果開啟了中斷，在置位UG位時，不想進入中斷，則可以置位TIMx_CR1寄存器中的UDIS位，置位UDIS位，可以禁止更新事件，但是當計數器溢出時，預分頻器系數還是會更新，計數器也會清0，只是不會置位UIF標志，即不會進入中斷。
如下圖是在計數器計數的過程中，改變預分頻器的值的時序圖：
在圖中，當計數器計數到F8時，將TIMx_PSC寄存器的值從0改到3，即1分頻改到4分頻，當計數到F9的時候，預分頻器使用的參數還是0，即還是1分頻沒有變，只有當計數器寄存器溢出清0之后，預分頻器使用的參數才是3，即變為4分頻。
在圖中，CK_PSC是預分頻器的輸入時鍾，CEN是定時器的使能信號，計數器寄存器就是TIMx_CNT，更新事件（UEV）是溢出。預分頻控制寄存器是TIMx_PSC，預分頻緩沖器是看不見到的。
通用定時器可以通過TIMx_CR1寄存器中的UDIS位禁止更新事件（即產生溢出中斷），但是UDIS只是禁止更新事件並不會停止定時器的計數器工作，計數器溢出時還是會更新到TIMx_ARR的數值。UDIS禁止更新事件后，如果更新預分頻器的數值和TIMx_ARR寄存器的數值（ARPE=1），就算計數器溢出也不會更新預分頻器和TIMx_ARR寄存器（ARPE=1）的數值，只有UDIS解除禁止更新事件后，產生更新事件是時才會更新預分頻器和TIMx_ARR寄存器（ARPE=1）的數值。
當發生一個更新事件（溢出中斷）時，所有的寄存器都被更新，硬件同時置位TIMx_SR寄存器中的更新標志UIF位，同時預分頻器的緩沖區的值被TIMx_PSC寄存器的值更新，而且如果APRE=1，則自動裝載影子寄存器被更改數值后的TIMx_ARR寄存器更新。
通用定時器的計數器工作模式：
通用定時器的計數器可以設定為3種工作方式。有向上計數模式、向下計數模式、中央對齊模式（向上/向下計數）。
向上計數模式：
在向上計數模式中，定時器的TIMx_CNT寄存器的值從0開始遞增計數，當TIMx_CNT的值等於TIMx_ARR寄存器的值的時候會產生一個溢出信號，計數器清0，重新開始計數。
每當計數器溢出時就是產生一個更新信號，TIMx_SR寄存器中的溢出標志位會置位，如果使能了溢出中斷，就會進入中斷。
如下圖是在向上計數模式中，TIMx_PSC = 3（4分頻），TIMx_ARR = 0x36時，定時器的計數時序圖：
從上圖可以看到，當計數器計數到TIMx_ARR寄存器的值0x36時，計數器溢出，同時產生更新事件（UEV），並且TIMx_SR寄存器的更新中斷標志位UIF被置位。
向下計數模式：
在向下計數模式中，定時器的TIMx_CNT從TIMx_ARR寄存器獲取初值，然后從該值向遞減，當減到0時又會從TIMx_ARR寄存器獲取初值並產生一個計數器向下溢出事件。
如下圖是在向下計數模式中，TIMx_PSC = 2（3分頻），TIMx_ARR = 0x36時，定時器的計數時序圖：
從上圖可以看到，當計數器計數到0時，計數器溢出，TIMx_ARR的值0x36重新給計數器寄存器賦值，同時產生更新事件（UEV），並且TIMx_SR寄存器的更新中斷標志位UIF被置位。
中央對齊模式：
中央對齊模式也稱為向上/向下計數模式，在該模式中，計數器從0開始計數到TIMx_ARR寄存器值-1的數值后產生一個計數器溢出事件，然后向下計數器到1並且產生一個計數器下溢事件，然后計數器再從0開始重新計數。
在中央對齊模式，不能寫入TIMx_CR1中的DIR方向位，DIR方向位由硬件更新並指示當前的計數器計數的方向。
如下圖是在中央對齊模式中，TIMx_PSC = 0（1分頻），TIMx_ARR = 0x06時，定時器的計數時序圖：
從上圖可以看到，當計數器從0開始向上計數到0x05時，計數器向上溢出，同時產生更新事件（UEV），並且TIMx_SR寄存器的更新中斷標志位UIF被置位，然后計數器又會從0x06開始向下計數，當計數器的值向下計數到0x01時，計數器向上溢出，同時產生更新事件（UEV），並且TIMx_SR寄存器的更新中斷標志位UIF被置位。也就是說在一個周期內會引發兩次溢出。
3、通用定時器的時鍾選擇
通用定時器的計數器可以選擇不同的時鍾來源，用來驅動計數器計數。計數器時鍾的來源有以下幾種：
內部時鍾（CK_INT）。
外部時鍾模式1：外部輸入腳（TIx）。
外部時鍾模式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T1而作為另一個定時器T2的預分頻器。
如下圖紅色框部分就是通用定時器的時鍾選擇框圖：
內部時鍾源（CK_INT）：
從時鍾選擇框圖中可以看到，內部時鍾源（CK_INT）來自RCC的TIMx_CLK，即定時器本身的驅動時鍾。
當禁止從模式控制器（TIMx_SMCR寄存器的SMS=000），則預分頻的時鍾源CK_PSC由內部時鍾源（CK_INT）驅動。定時器的實際控制位為CEN位、DIR位和UG位，並且只能被軟件修改（UG位仍被自動清除）。只要CEN位被置1，預分頻器的時鍾CK_PSC就由內部時鍾CK_INT提供。
通用定時器的內部時鍾來源於APB1總線時鍾，但是通用定時器的內部時鍾是根據APB1總線時鍾是否分頻來決定的，如果APB1總線時鍾預分頻系數為1，則通用定時器的內部時鍾就是APB1總線時鍾；但是如果APB1總線時鍾的分頻系數為2，則通用定時器的內部時鍾就是APB1總線時鍾的2倍。
下圖顯示了控制電路和向上計數器在一般模式下，不帶預分頻器時（分頻系數為0）的操作。
如圖所示，只有當CEN位被置位高電平的時候，預分頻器的時鍾CK_PSC和計數器的時鍾CK_CNT才開始工作。
外部時鍾源模式1：
如下圖是TI2FP2作為驅動定時器計數器計數的連接示意圖：
如圖，當選擇外部時鍾1驅動計數器時，預分頻器的時鍾來源於TRGI的上升沿。當TIMx_SMCR寄存器的SMS[2:0]位設為“111”時，則選擇外部時鍾模式1作為預分頻器時鍾CK_PSC的輸入源，即選擇TRGI的上升沿驅動計數器。
從圖中還可以看到，TRGI具有多種輸入源，通過TIMx_SMCR寄存器的TS[2:0]位來選擇，如下：
當TS[2:0] = 000時，選擇內部觸發0（ITR0，對應TIM1）作為計數器的驅動時鍾。
當TS[2:0] = 001時，選擇內部觸發1（ITR1，對應TIM12）作為計數器的驅動時鍾。
當TS[2:0] = 010時，選擇內部觸發2（ITR2，對應TIM3）作為計數器的驅動時鍾。
當TS[2:0] = 011時，選擇內部觸發3（ITR3，對應TIM4）作為計數器的驅動時鍾。
當TS[2:0] = 100時，選擇TI1的邊沿檢測器TI1F_ED作為計數器的驅動時鍾。
當TS[2:0] = 101時，選擇濾波后的定時器輸入TI1FP1作為計數器的驅動時鍾。
當TS[2:0] = 110時，選擇濾波后的定時器輸入TI2FP2作為計數器的驅動時鍾。
當TS[2:0] = 111時，選擇外部觸發輸入ETRF作為計數器的驅動時鍾。
需要注意的是，TS[2:0]位只能在未用到（如SMS=000）時被改變，以避免在改變時產生錯誤的邊沿檢測。
TRGI在不同模式的作用也不一樣，可以通過TIMx_SMCR寄存器的SMS[2:0]位進行控制。SMS[2:0]位還控制着其他功能，但這里只針對TRGI說明，其它的可以看TIMx_SMCR寄存器，如下：
當SMS[2:0] = 100時，定時器的工作模式被選為復位模式，當被選中的TRGI輸入上升沿時會重新初始化計數器，並且產生一個更新寄存器的信號。
當SMS[2:0] = 101時，定時器的工作模式被選為門控模式，當TRGI輸入高電平時，計數器的時鍾開啟（即計數器開始計數），當TRGI輸入變為低電平時，計數器會停止工作，但是計數器不會復位，也就是說在這個模式，計數器的開關收TRGI控制。
當SMS[2:0] = 110時，定時器的工作模式被選為觸發模式，當TRGI產生一個上升沿的時候，計數器會被觸發並開啟計數，但是計數器只是被觸發啟動，並不會復位，在這個模式，TRGI產生上升沿來開啟計數器，但是不能關閉計數器。
當SMS[2:0] = 111時，定時器的工作模式被選為外部時鍾模式1，在該模式，計數器是根據TRGI的上升沿來計數的。
如果要使計數器在TI2輸入端的上升沿計數，即使用TI2FP2作為驅動計數器計數的時鍾源，配置如下：
配置TIMx_CCMR1寄存器的CC2S=01，將通道2設為輸入，並且映射到TI2上。
配置TIMx_CCMR1寄存器的IC2F[3:0]，選擇輸入濾波器的帶寬，也可以設置成不需要濾波器。
配置TIMx_CCER寄存器的CC2P=0，使邊沿檢測器識別上升沿。
配置TIMx_SMCR寄存器的TS=110，選擇TI2FP2作為TRGI的輸入源。
配置TIMx_SMCR寄存器的SMS=111，選擇外部時鍾模式1作為定時器的時鍾來源。
設置TIMx_CR寄存器的CEN=1，啟動定時器的計數器開始工作。
配置完之后，當通道2的腳位輸入上升沿的時候，計數器會計數一次，並且TIMx_SR寄存器的TIF位會被置位。需要注意的是TIF需要軟件清除，如下圖是外部時鍾模式1的控制時序：
從圖中看到，每當TI2產生一次上升沿的時候，計數器就會計數一次，但是TI2產生上升沿到計數器計數之間是有一定的延時的，這個延時時間取決於TI2輸入端的重新同步電路。
用STM32F103ZET6的代碼來說明外部時鍾模式1，使用通用定時器TIM3的通道2來驅動TIM3計數器計數，TIM3的通道2對應的腳位是PA7，用一個IO口與PA7相連，這里用PF6口，實現當PF6產生一個上升沿的時候，TIM3的計數器就會計數一次。代碼如下：
1 //外部時鍾模式1代碼
2 void TIM3_TEST(void) 3 {
5 RCC->APB2ENR |= 1<<2; //開啟GPIOA的時鍾
6 RCC->APB2ENR |= 1<<7; //開啟GPIOF的時鍾
7
8 RCC->APB1ENR |= 1<<1; //開啟TIM3的時鍾
9
10 GPIOA->CRL &= 0x0FFFFFFF; 11 GPIOA->CRL |= 0x80000000;//設置GPIOA7為輸入
12 GPIOA->ODR &= ~(1<<7);//開啟GPIOA7的下拉
13
14 TIM3->PSC = 0;//設置TIM3的預分頻器系數為1分頻
15 TIM3->ARR = 10;//設置TIM3的自動重載值為10
16 TIM3->CNT = 0;//清除計數器的值
17
18 TIM3->CR1 &= ~(0x03<<5);//配置CMS=00，選擇定時器的計數模式為邊沿模式
19
20 TIM3->CR1 &= ~(1<<4);//配置DIR=0，選擇定時器的計數方向為向上計數
21
22 TIM3->CCMR1 &= ~(0x03<<8); 23 TIM3->CCMR1 |= (0x01<<8); //配置CC2S = 01，設置CC2通道為輸入，IC2映射到TI2上
24
25 TIM3->CCMR1 &= ~(0x0F<<12);//配置IC2F = 000,使通道2的濾波為無濾波。
26
27 TIM3->CCMR1 &= ~(0x03<<10);//配置IC2PSC = 00，使通道2的輸入預分頻系數為不分頻
28
29 TIM3->CCER &= ~(1<<5);//配置CC2P = 0，選擇捕獲通道2的上升沿
30
31 TIM3->SMCR &= ~(0x07<<4); 32 TIM3->SMCR |= (0x06<<4);//配置TS=110，選擇濾波后的定時器輸入TI2FP2作為外部時鍾模式1的時鍾
33
34 TIM3->SMCR &= ~(0x07<<0); 35 TIM3->SMCR |= (0x07<<0);//配置SMS=111，選擇外部時鍾模式1作為定時器計數器的驅動
36
38 TIM3->CR1 |= (1<<0);//配置CEN=1，啟動定時器工作
39 }
還需要配置GPIOF6口為輸出，這里沒有列出來，可以通過一個按鍵控制GPIOF6的的輸出，當按鍵按下的時候，讓GPIOF6輸出一個高脈沖，因為GPIOF6與GPIOA7相連，每當GPIOF6輸出一個高電平，GPIOA7就會產生一個上升沿，這時候TIM3_CNT的值就會加1，當TIM3_CNT遞增超過TIM3_ARR的值時，就會產生溢出從而使TIM3_CNT重新初始化。
外部時鍾源模式2：
通用定時器除了具有4個通道的輸入/輸出腳之外，還有一個ETR引腳，這個ETR引腳是外部時鍾源模式2的輸入腳位，如下圖是外部時鍾源模式2的示意圖：
ETR腳位是外部時鍾模式2的輸入源。
TIMx_SMCR寄存器的bit15的ETP位決定ETR引腳是上升沿觸發還是下降沿觸發。
TIMx_SMCR寄存器的bit13~bit12的ETPS[1:0]位決定觸發信號的分頻系數。
TIMx_SMCR寄存器的bit11~bit8的ETF[3:0]位決定對ETR信號采樣的頻率和數字濾波的帶寬。
TIMx_SMCR寄存器的bit14的ECE位用來使能外部時鍾模式2，使得計數器由ERTF信號上的任意有效邊沿驅動。
如要讓計數器在ETR腳位每產生2個上升沿計數一次，可以同如下配置：
配置TIMx_SMCR寄存器中的ETF[3:0]=000，選擇不濾波。
配置TIMx_SMCR寄存器的ETPS[1:0]=01，選擇2分頻。
配置TIMx_SMCR寄存器的ETP=0，選擇上升沿觸發。
配置TIMx_SMCR寄存器的ECE=1，開啟外部時鍾模式2.
置位TIMx_CR1寄存器中的CEN位，啟動計數器。
工作時序如下：
從圖中可以看到，ETR產生兩個上升沿的時候，計數器才計數一次。
配置TIM3的定時器的時鍾源為外部時鍾源模式2，讓計數器在ETR腳位每產生一次上升沿時就計數一次，TIM3定時器的ETR腳對應的IO是GPIOD2，代碼如下：
1 void TIM3_TEST(void) 2 { 3 RCC->APB2ENR |= 1<<5; //開啟GPIOD的時鍾
4 RCC->APB2ENR |= 1<<7; //開啟GPIOF的時鍾
5
6 RCC->APB1ENR |= 1<<1; //開啟TIM3的時鍾
7
8 GPIOD->CRL &= 0xFFFFF0FF; 9 GPIOD->CRL |= 0x00000800;//設置GPIOD2為輸入
10 GPIOD->ODR &= ~(1<<2);//開啟GPIOD2的下拉
11
12 TIM3->PSC = 0;//設置TIM3的預分頻器系數為1分頻
13 TIM3->ARR = 10;//設置TIM3的自動重載值為10
14 TIM3->CNT = 0;//清除計數器的值
15
16 TIM3->CR1 &= ~(0x03<<5);//配置CMS=00，選擇定時器的計數模式為邊沿模式
17
18 TIM3->CR1 &= ~(1<<4);//配置DIR=0，選擇定時器的計數方向為向上計數
19
20 TIM3->SMCR &= ~(0x0F<<8); 21 TIM3->SMCR |= (0x00<<8);//配置ETF=0000，選擇外部觸發濾波為無濾波器
22
23 TIM3->SMCR &= ~(0x03<<12); 24 TIM3->SMCR |= (0x01<<12);//配置ETPS=00，選擇外部觸發預分頻為關閉預分頻器
25
26 TIM3->SMCR &= ~(1<<15);//配置ETP=0，選擇ETR不反相，上升沿觸發
27
28 TIM3->SMCR |= (1<<14);//配置ECE=1，使能外部時鍾源模式2
29
30 TIM3->CR1 |= (1<<0);//配置CEN=1，啟動定時器工作
31 }
可以讓一個IO口與GPIOD2相連，然后每隔一段時間讓這個IO口輸出一個高脈沖，查看TIM3_CNT的值是否有變化。
4、通用定時器的工作模式
輸入捕獲模式：
關於輸入捕獲模式，可以查看：https://www.cnblogs.com/h1019384803/p/11297118.html
PWM輸入模式：
通用定時器在該模式下可以捕獲PWM的周期和占空比。
由於在PWM輸入模式下，需要用到從模式控制器，但是只有TI1FP1和TI2FP2連接到了從模式控制器，所以PWM輸入模式只能使用TIMx_CH1和TIMx_CH2信號。
在PWM輸入模式中，兩個ICx信號被映射值同一個TIx輸入。這兩個ICx信號的邊沿信號設置為極性相反。
因為一個通道可以產生兩個信號供給不同的輸入源，比如TI1可以產生TI1FP1和TI1FP2，這兩個信號是一樣的，只是輸出的方向不一樣。
比如要測量輸入到TI1FP上的PWM周期和占空比，它的大概工作原理是，將通道1和通道2同時映射到TI1上，這樣TI1FP1作為通道1的輸入源，TI1FP2作為通道2的輸入源。同時設置通道1為上升沿觸發捕獲，通道2為下降沿觸發捕獲。
從外部時鍾模式1中的介紹可以知道，TI1FP1可以作為TRQI的輸入源，而TRGI在從模式中的復位模式下產生上升沿會重新初始化計數器，並產生一個更新寄存器的信號。
這樣當通道1的產生上升沿的時候，首先會捕獲當前計數器TIMx_CNT的值到TIMx_CCR1，然后計數器會被重新初始化（清零或重新賦值自動重裝載值），當通道1產生下降沿的時候，會捕獲當前計數器的TIMx_CNT的值到TIMx_CCR2，TIMx_CCRx2的值就是高電平的時間，當通道1再次產生上升沿的時候，捕獲到的TIMx_CCRx1的值就是PWM的周期。
PWM輸入模式時序如下：
從圖中可以看到當TI1產生上升沿時，TIMx_CNT的值會被IC1捕獲，然后復位計數器，當TI1產生下降沿時，TIMx_CNT的值會被IC2捕獲。這樣就可以得出PWM的周期和占空比。
配置步驟如下：
通過TIMx_CCMR1寄存器的CC1S位配置通道1為輸入，並且映射到TI1上。
通過TIMx_CCER寄存器的CC1P位配置TI1FP1的有效極性是上升沿。
通過TIMx_CCMR1寄存器的CC2S位配置通道2為輸入，並且映射到TI1上。
通過TIMx_CCER寄存器的CC2P位配置TI1FP2的有效極性是下降沿。
通過TIMx_SMCR寄存器中的TS位選擇TI1FP1作為TRGI的輸入源。
通過TIMx_SMCR寄存器中的SMS位選擇從模式控制器為復位模式。
通過TIMx_CCER寄存器中的CC1E位和CC2E位使能通道1和通道2的輸入捕獲功能。
以下代碼是TIM3使用通道1的PA6測量輸入PA6的PWM波形的周期和占空比的配置程序：
1 void TIM3_TEST(void) 2 { 3 RCC->APB2ENR |= 1<<2; //開啟GPIOA的時鍾
4 RCC->APB1ENR |= 1<<1; //開啟TIM3的時鍾
5
6 GPIOA->CRL &= 0xF0FFFFFF; 7 GPIOA->CRL |= 0x08000000;//設置GPIOA6為輸入
8 GPIOA->ODR &= ~(1<<6);//開啟GPIOA6的下拉
9
10 TIM3->PSC = 71;//設置TIM3的預分頻器系數為1分頻
11 TIM3->ARR = 60000;//設置TIM3的自動重載值為60000,計數周期是60ms
12 TIM3->CNT = 0;//清除計數器的值
13
14 TIM3->EGR |= (1<<0);//配置UG=1，產生一個軟件溢出中斷，更新計數器和預分頻器的數值
15 TIM3->SR = 0; 16
17 TIM3->CR1 &= ~(0x03<<5);//配置CMS=00，選擇定時器的計數模式為邊沿模式
18 TIM3->CR1 &= ~(1<<4);//配置DIR=0，選擇定時器的計數方向為向上計數
19
20 TIM3->CCMR1 &= ~(0x03<<0); 21 TIM3->CCMR1 |= (0x01<<0);//配置CC1S=01，選擇CC1通道為輸入，並映射到TI1上
22
23 TIM3->CCMR1 &= ~(0x03<<2); 24 TIM3->CCMR1 |= (0x00<<2);//配置IC1PSC=00，選擇通道1的預分頻為1
25
26 TIM3->CCMR1 &= ~(0x0F<<4); 27 TIM3->CCMR1 |= (0x00<<4);//配置IC1F=0000，選擇通道1的濾波為無濾波
28
29 TIM3->CCER &= ~(1<<1);//配置CC1P=0，選擇通道1捕獲發生在上升沿
30
31 TIM3->CCMR1 &= ~(0x03<<8); 32 TIM3->CCMR1 |= (0x02<<8);//配置CC2S=01，選擇CC2通道為輸入，並映射到TI1上
33
34 TIM3->CCMR1 &= ~(0x03<<10); 35 TIM3->CCMR1 |= (0x00<<10);//配置IC2PSC=00，選擇通道2的預分頻為1
36
37 TIM3->CCMR1 &= ~(0x0F<<12); 38 TIM3->CCMR1 |= (0x00<<12);//配置IC2F=0000，選擇通道2的濾波為無濾波
39
40 TIM3->CCER |= (1<<5);//配置CC2P=0，選擇通道2捕獲發生在上升沿
41
42 TIM3->SMCR &= ~(0x07<<4); 43 TIM3->SMCR |= (0x05<<4);//配置TS=101，選擇TI1FP1作為從模式控制器的觸發源
44
45 TIM3->SMCR &= ~(0x07<<0); 46 TIM3->SMCR |= (0x04<<0);//配置SMS=100，選擇從模式控制器為復位模式
47
48 TIM3->CCER |= (1<<0);//配置CC1E=1，使能通道1的捕獲功能
49 TIM3->CCER |= (1<<4);//配置CC2E=1，使能通道2的捕獲功能
50
51 TIM3->DIER |= (1<<1); 52 TIM3->DIER |= (1<<2); 53
54 TIM3->CR1 |= (1<<0);//配置CEN=1，啟動定時器工作
55
56 HAL_NVIC_SetPriority(TIM3_IRQn,2,1); 57 HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM3_IRQn); 58 }
強制輸出模式：
當將通用定時器的通道配置為輸出的時候，捕獲/比較寄存器TIMx_CCRx的值將不斷的與TIMx_CNT寄存器的值比較，使得輸出通道的電平根據比較值的不同產生相應的電平變換。
強制輸出模式是指在通道配置為輸出的時候，通過軟件強制輸出通道輸出指點狀態的電平，而不依賴於輸出比較寄存器和計數器間的比較結果。
通道是輸入還是輸出是通過TIMx_CCMRx寄存器中的CCxS位來決定的，當CCxS=00時，通道被配置成輸出。
當通道設置為輸出時，TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM位可以將通道配置成不同的模式，這里只說明強制輸出模式：
當OCxM = 100時，強制通道輸出無效電平。
當OCxM = 101時，強制通道輸出有效電平。
有效電平和無效電平是根據TIMx_CCER寄存器的CCxP位來決定的，如下：
當CCxP = 0時，高電平是有效電平，低電平是無效電平。
當CCxP = 1時，低電平是有效電平，高電平是無效電平
在強制輸出模式下，只是將輸出通道的狀態強制為了指定的狀態，但是在TIMx_CCRx影子寄存器和計數器之間的比較仍然在進行，當比較匹配時，相應的標志也會被修改。
PWM輸出模式：
關於PWM輸出模式，可以查看：https://www.cnblogs.com/h1019384803/p/11266546.html
單脈沖模式：
通過置位TIMx_CR1寄存器的bit3位OPM可以讓定時器工作在單脈沖模式。當定時器工作在單脈沖模式下時，在定時器的計數器溢出更新事件時，會清除CEN位，即會停止定時器的計數器計數。
可以通過從模式控制器啟動計數器，在輸出比較模式或PWM模式下產生脈沖波形，如果將OPM置為1，就可以讓計數器自動的在更新事件時停止。
如下圖是選擇TI2作為定時器的從模式觸發，當TI2產生一個上升沿時，觸發定時器開始計數，剛開始計數的時候，TIMx_CNT<TIMx_CCRx，所以OC1輸出低電平，當TIMx_CNT>=TIMx_CCRx時，OC1輸出高電平，當TIMx_CNT計數溢出時，TIMx_CNT會重新賦值，TIMx_CNT<TIMX_CCRx，OC1輸出低電平，同時由於工作在單脈沖模式，計數器會停止工作，這樣OC1就完成了一次脈沖的輸出。
如圖，當TI2輸入腳上檢測到一個上升沿時，經過tDELAY延時（這個時間是TIMx_CNT計數到與TIMx_CCRx匹配的時間）之后，在OC1上產生一個長度為tPULSE時間（這個時間是TIMx_CNT從與TIMx_CCRx匹配到溢出的時間）的正脈沖。
假如使用TI2FP2觸發定時器開始工作，配置如下：
將TI2FP2映射到TI2上，即配置TIMx_CCMR1寄存器中的CC2S=01。
配置TIMx_CCER寄存器中的CC2P=0，使TI2FP22能夠檢測上升沿。
配置TIMx_SMCR寄存器中的TS=110，讓TI2FP2作為從模式控制器的觸發，即作為TRGI的輸入源。
配置TIMx_SMCR寄存器中的SMS=110，讓從模式控制器工作在觸發模式，即讓TI2FP2作為從模式控制器的觸發信號，用來啟動計數器。
單脈沖模式的波形由寫入比較寄存器TIMx_CCRx的數值和時鍾頻率，還有計數器預分頻器來決定。
tDELAY由寫入TIMx_CCR1寄存器中的值定義。
tPULSE由自動裝載值和比較值之間的差值定義，即TIMx_ARR-TIMx_CCRx。
假定當發生比較匹配時要產生從0到1的波形，當計數器到達預裝載值時要產生一個從1到0的波形；首先要置TIMx_CCMR1 寄存器的OC1M=”111”，進入PWM模式2；根據需要有選擇的使能預裝載寄存器；置TIMx_CCMR1中的OC1PE=1和TIMx_CR1寄存器中的ARPE；然后在TIMx_CCR1寄存器中填寫比較值，在TIMx_ARR寄存器中填寫自動裝載值，修改UG位來產生一個更新事件，然后等待在TI2上的一個外部觸發事件。
因為只需要產生一個脈沖，所以將TIMx_CR1寄存器的OPM位置1，在更新事件是停止計數器工作。
OCx輸出快速使能：
在單脈沖的模式下，在TIx輸入腳檢測到相應的邊沿信號時，CEN被置位，計數器開始工作。然后計數器和比較值見得比較操作產生了輸出的轉換。但是這些操作需要一定的時鍾周期，因此它現在了可得到的最小延時tDELAY（比如說已檢測到TIx的邊沿信號就要TIMx_CNT跟TIMx_CCRx匹配，但是匹配要一定的時間），如果要以最小延時輸出波形，可以設置TIMx_CCMRx寄存器的OC型FE位；此時OCxREF被強制響應激勵而不再依賴比較的結果，輸出的波形與比較匹配時的波形一樣。需要注意的是OCxFE只在通道配置位PWM1和PWM2模式時起作用。
在外部事件時清除OCxREF信號：
對於一個給定的通道，設置TIMx_CCMRx寄存器中的OCxCE位為1時，能夠用ETRF輸入端的高電平把OCxREF信號拉低，OCxREF信號將保持為低知道發生下一次的更新事件。也就是說如果輸出通道正處於比較輸出的狀態，可以通過給ETR腳一個高電平，讓OCxREF輸出低電平。
這個功能只能用於輸出比較和PWM模式，而不能用於強制模式。
下圖是當定時器處於PWM模式時，ETRF輸入高電平時，根據OCxCE的狀態不同，OCxREF的輸出狀態也不一樣。
從圖中可以看到，當OCxCE=0時，OCxREF的輸出不受ETRF的影響；當OCxCE=1時，在ETRF保持為低電平的時候，OCxREF正常輸出PWM信號，在ETRF保持為高電平的時候，OCxREF被強制為低電平，在ETRF變為低電平之后且定時器溢出更新才會恢復正常的PWM輸出。
定時器和外部觸發的同步：
TIMx通用定時器有一個從模式控制器，TRGI作為從模式控制器的的輸入。如下圖：
從模式控制器又可以根據TIMx_SMCR寄存器中SMS的設置，分為：復位模式、門控模式和觸發模式。
定時器從模式：復位模式
當發生一個觸發輸入事件時，計數器和它的預分頻器你能夠重新被初始化；同時，如果TIMx_CR1寄存器URS位為低，還會產生一個更新事件，然后TIMx_ARR和TIMx_CCRx的值會被更新。
如使用TI1輸入端的上升沿觸發復位定時器的計數器的配置如下：
配置TIMx_CCMR1寄存器的CC1S = 01，配置通道為輸入，並且映射到TI1上。
配置TIMx_CCER寄存器的CC1P = 0，選擇TI1檢測上升沿信號。
配置TIMx_CCMR1寄存器的IC1F = 0000，選擇TI1信號不濾波。
配置TIMx_CCMR1寄存器的IC1PSC = 00，選擇TI1信號不分頻。
配置TIMx_SMCR寄存器的TS = 101，選擇TI1FP1信號作為TRGI的輸入源。
配置TIMx_SMCR寄存器的SMS = 100，選擇定時器為復位模式。
配置TIMx_CR1寄存器的CEN = 1，啟動計數器。
運行程序的時候，計數器開始依據內部時鍾計數，然后正常運轉知道TI1出現一個上升沿；此時，計數器被重新初始化后重新開始計數。同時，觸發標志（TIMx_SR寄存器中TIF位）被置位，根據TIMx_DIER寄存器中TIE位來決定是否產生中斷請求。
需要注意的是輸入觸發計數器復位時會產生一個溢出中斷，如果使能了溢出中斷，則會運行中斷服務函數。
如下圖是復位模式的時序圖:
從圖中可以看到，當計數器遇到TI1的上升沿時，計數器會被清零重新開始計數。
以下代碼是當TIM3的通道1的PA6輸入一個上升沿時，會復位TIM3計數器的配置程序：
1 void TIM3_TEST(void) 2 { 3 RCC->APB2ENR |= 1<<2; //開啟GPIOA的時鍾
4 RCC->APB1ENR |= 1<<1; //開啟TIM3的時鍾
5
6 GPIOA->CRL &= 0xF0FFFFFF; 7 GPIOA->CRL |= 0x08000000;//設置GPIOA6為輸入
8 GPIOA->ODR &= ~(1<<6);//開啟GPIOA6的下拉
9
10 TIM3->PSC = 7199;//設置TIM3的預分頻器系數為7200分頻
11 TIM3->ARR = 60000;//設置TIM3的自動重載值為60000,計數周期是6s
12 TIM3->CNT = 0;//清除計數器的值
13
14 TIM3->CR1 &= ~(0x03<<5);//配置CMS=00，選擇定時器的計數模式為邊沿模式
15 TIM3->CR1 &= ~(1<<4);//配置DIR=0，選擇定時器的計數方向為向上計數
16
17 TIM3->EGR |= (1<<0);//配置UG=1，產生一個軟件溢出中斷，更新計數器和預分頻器的數值
18 TIM3->SR = 0; 19
20 TIM3->CCMR1 &= ~(0x03<<0); 21 TIM3->CCMR1 |= (0x01<<0);//配置CC1S=01，選擇CC1通道為輸入，並映射到TI1上
22
23 TIM3->CCMR1 &= ~(0x03<<2); 24 TIM3->CCMR1 |= (0x00<<2);//配置IC1PSC=00，選擇通道1的預分頻為1
25
26 TIM3->CCMR1 &= ~(0x0F<<4); 27 TIM3->CCMR1 |= (0x00<<4);//配置IC1F=0000，選擇通道1的濾波為無濾波
28
29 TIM3->CCER &= ~(1<<1);//配置CC1P=0，選擇通道1捕獲發生在上升沿
30
31 TIM3->SMCR &= ~(0x07<<4); 32 TIM3->SMCR |= (0x05<<4);//配置TS=101，選擇TI1FP1作為從模式控制器的觸發源
33
34 TIM3->SMCR &= ~(0x07<<0); 35 TIM3->SMCR |= (0x04<<0);//配置SMS=100，選擇從模式控制器為復位模式
36
37 TIM3->DIER |= (1<<0);//配置UIE=1，允許更新中斷
38
39 TIM3->CR1 |= (1<<0);//配置CEN=1，啟動定時器工作
40
41 HAL_NVIC_SetPriority(TIM3_IRQn,2,1); 42 HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM3_IRQn); 43 }
定時器從模式：門控模式
在門控模式下，外部觸發信號可以控制定時器計數器的啟動和停止，比如說可以設置在外部觸發信號為低電平的時候啟動定時器計數；在外部觸發信號為高電平的時候停止定時器計數。
如可以讓定時器的計數器只在TI1為低電平時向上計數，配置如下：
配置TIMx_CCMR1寄存器的CC1S = 01，配置通道為輸入，並且映射到TI1上。
配置TIMx_CCER寄存器的CC1P = 1，選擇TI1檢測下降沿信號。
配置TIMx_CCMR1寄存器的IC1F = 0000，選擇TI1信號不濾波。
配置TIMx_CCMR1寄存器的IC1PSC = 00，選擇TI1信號不分頻。
配置TIMx_SMCR寄存器的TS = 101，選擇TI1FP1信號作為TRGI的輸入源。
配置TIMx_SMCR寄存器的SMS = 101，選擇定時器為門控模式。
配置TIMx_CR1寄存器的CEN = 1，啟動計數器，在門控模式下，如果CEN=0，則計數器不能啟動，不論觸發輸入低電平如何。
只要TI1為低電平，計數器開始依據內部時鍾計數，在TI1FP變高時停止計數。當計數器開始或停止時都設置TIMx_SR中的TIF標置。如下圖：
從圖中可以看到計數器只有在TI1為低電平的時候才計數，高電平時停止計數。
以下代碼是使用TIM3的通道1的PA6來控制TIM3計數器的啟動和停止，當PA6為低電平時，TIM3計數器運行，當PA6為高電平時，TIM3計數器停止，程序如下：
1 void TIM3_TEST(void) 2 { 3 RCC->APB2ENR |= 1<<2; //開啟GPIOA的時鍾
4
5 RCC->APB1ENR |= 1<<1; //開啟TIM3的時鍾
6
7 GPIOA->CRL &= 0xF0FFFFFF; 8 GPIOA->CRL |= 0x08000000;//設置GPIOA6為輸入
9 GPIOA->ODR &= ~(1<<6);//開啟GPIOA6的下拉
10
11 TIM3->PSC = 7199;//設置TIM3的預分頻器系數為7200分頻
12 TIM3->ARR = 60000;//設置TIM3的自動重載值為60000,計數周期是6s
13 TIM3->CNT = 0;//清除計數器的值
14
15 TIM3->CR1 &= ~(0x03<<5);//配置CMS=00，選擇定時器的計數模式為邊沿模式
16 TIM3->CR1 &= ~(1<<4);//配置DIR=0，選擇定時器的計數方向為向上計數
17
18 TIM3->EGR |= (1<<0);//配置UG=1，產生一個軟件溢出中斷，更新計數器和預分頻器的數值
19 TIM3->SR = 0; 20
21 TIM3->CCMR1 &= ~(0x03<<0); 22 TIM3->CCMR1 |= (0x01<<0);//配置CC1S=01，選擇CC1通道為輸入，並映射到TI1上
23
24 TIM3->CCMR1 &= ~(0x03<<2); 25 TIM3->CCMR1 |= (0x00<<2);//配置IC1PSC=00，選擇通道1的預分頻為1
26
27 TIM3->CCMR1 &= ~(0x0F<<4); 28 TIM3->CCMR1 |= (0x00<<4);//配置IC1F=0000，選擇通道1的濾波為無濾波
29
30 TIM3->CCER |= (1<<1);//配置CC1P=1，選擇通道1捕獲發生在下降沿
31
32 TIM3->SMCR &= ~(0x07<<4); 33 TIM3->SMCR |= (0x05<<4);//配置TS=101，選擇TI1FP1作為從模式控制器的觸發源
34
35 TIM3->SMCR &= ~(0x07<<0); 36 TIM3->SMCR |= (0x05<<0);//配置SMS=101，選擇從模式控制器為門控模式
37
38 TIM3->DIER |= (1<<0);//配置UIE=1，允許更新中斷
39
40 TIM3->CR1 |= (1<<0);//配置CEN=1，啟動定時器工作
41
42 HAL_NVIC_SetPriority(TIM3_IRQn,2,1); 43 HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM3_IRQn); 44 }
從模式：觸發模式
在觸發模式下，外部觸發信號輸入時，可以觸發定時器的計數器啟動。
如讓計數器在TI2輸入的上升沿開始向上計數，配置如下：
配置TIMx_CCMR1寄存器的CC2S = 01，配置通道為輸入，並且映射到TI2上。
配置TIMx_CCER寄存器的CC2P = 1，選擇TI2檢測下降沿信號。
配置TIMx_CCMR1寄存器的IC2F = 0000，選擇TI2信號不濾波。
配置TIMx_CCMR1寄存器的IC2PSC = 00，選擇TI2信號不分頻。
配置TIMx_SMCR寄存器的TS = 110，選擇TI2FP2信號作為TRGI的輸入源。
配置TIMx_SMCR寄存器的SMS = 110，選擇定時器為觸發模式。
當TI2上出現一個上升沿時，計數器開始在內部時鍾驅動下計數，同時設置TIF標志。如下圖：
當TI2產生上升沿時，CEN位會被置位，計數器開始計數。
以下代碼是使用TIM3的通道2的PA7輸入一個上升沿來觸發啟動TIM3計數器工作，程序如下：
1 void TIM3_TEST(void) 2 { 3 RCC->APB2ENR |= 1<<2; //開啟GPIOA的時鍾
4 RCC->APB1ENR |= 1<<1; //開啟TIM3的時鍾
5
6 GPIOA->CRL &= 0x0FFFFFFF; 7 GPIOA->CRL |= 0x80000000;//設置GPIOA7為輸入
8 GPIOA->ODR &= ~(1<<7);//開啟GPIOA7的下拉
9
10 TIM3->PSC = 7199;//設置TIM3的預分頻器系數為7200分頻
11 TIM3->ARR = 60000;//設置TIM3的自動重載值為60000,計數周期是6s
12 TIM3->CNT = 0;//清除計數器的值
13
14 TIM3->CR1 &= ~(0x03<<5);//配置CMS=00，選擇定時器的計數模式為邊沿模式
15 TIM3->CR1 &= ~(1<<4);//配置DIR=0，選擇定時器的計數方向為向上計數
16
17 TIM3->EGR |= (1<<0);//配置UG=1，產生一個軟件溢出中斷，更新計數器和預分頻器的數值
18 TIM3->SR = 0; 19
20 TIM3->CCMR1 &= ~(0x03<<8); 21 TIM3->CCMR1 |= (0x01<<8);//配置CC2S=01，選擇CC2通道為輸入，並映射到TI2上
22
23 TIM3->CCMR1 &= ~(0x03<<10); 24 TIM3->CCMR1 |= (0x00<<10);//配置IC2PSC=00，選擇通道2的預分頻為1
25
26 TIM3->CCMR1 &= ~(0x0F<<12); 27 TIM3->CCMR1 |= (0x00<<12);//配置IC2F=0000，選擇通道2的濾波為無濾波
28
29 TIM3->CCER &= ~(1<<5);//配置CC2P=0，選擇通道2捕獲發生在上升沿
30
31 TIM3->SMCR &= ~(0x07<<4); 32 TIM3->SMCR |= (0x06<<4);//配置TS=110，選擇TI2FP2作為從模式控制器的觸發源
33
34 TIM3->SMCR &= ~(0x07<<0); 35 TIM3->SMCR |= (0x06<<0);//配置SMS=110，選擇從模式控制器為觸發模式
36
37 TIM3->DIER |= (1<<0);//配置UIE=1，允許更新中斷
38
39 HAL_NVIC_SetPriority(TIM3_IRQn,2,1); 40 HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM3_IRQn); 41 }
從模式：外部時鍾模式2+觸發模式
外部時鍾模式2可以與另一種定時器從模式（外部時鍾模式1和編碼器模式除外）一起使用。這時ETR信號被用作外部時鍾的輸入來驅動計數器計數，然后用另一個輸入觸發定時器。因為ETR用來作為外部時鍾模式2的計數驅動，所以做好不要選擇ETR作為TRGI的輸入源。
如選擇外部時鍾模式2作為定時器的時鍾驅動，然后在TI1產生一個上升沿后觸發定時器開始計數。配置如下：
配置TIMx_SMCR寄存器的ETF = 0000，選擇ETR信號不濾波。
配置TIMx_SMCR寄存器的ETPS = 00，選擇ETR信號不濾波。
配置TIMx_SMCR寄存器的ETP = 0，選擇ETR信號檢測上升沿信號。
配置TIMx_SMCR寄存器的ECE = 1，使能外部時鍾模式2。
配置TIMx_CCMR1寄存器的CC1S = 01，配置通道為輸入，並且映射到TI1上。
配置TIMx_CCER寄存器的CC1P = 0，選擇TI1檢測上升沿沿信號。
配置TIMx_CCMR1寄存器的IC1F = 0000，選擇TI1信號不濾波。
配置TIMx_CCMR1寄存器的IC1PSC = 00，選擇TI1信號不分頻。
配置TIMx_SMCR寄存器的TS = 101，選擇TI1FP1信號作為TRGI的輸入源。
配置TIMx_SMCR寄存器的SMS = 110，選擇定時器為觸發模式。
當TI1上出現一個上升沿時，TIF標志被置位，計數器開始在ETR腳位的上升沿計數。如下圖：
定時器同步：
STM32的所有TIMx定時器在內部相連，用於定時器同步或鏈接。當一個定時器處於主模式時，主模式的定時器可以對處於從模式的定時器的計時器進行復位、啟動、停止或提供時鍾操作。
如下圖是一個主定時器控制從定時器的例子：
圖中定時器1作為主控制模式，定時器2作為從控制模式。主控制模式定時器輸出TRGO1信號作為從控制模式定時器的輸入源ITR1驅動定時器2的計數器。
也就是說可以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TIM1作為TIM2的預分頻，配置如下：
配置TIM1_CR2寄存器的MMS=010，讓定時器1工作在主模式，並且在每一個更新事件時輸出一個周期性的上升沿信號。
配置TIM2_SMCR寄存器的TS=000，選擇連接定時器1的TRGO輸出至定時器2，並時定時器2使用ITR1作為內部觸發的從模式。
配置TIM2_SMCR寄存器的SMS=111，將定時器2的時鍾選擇為外部時鍾模式1，這樣ITR1就是作為驅動TIM2計數器的時鍾源。
最后置位TIM1_CR1的CEN位和TIM2_CR1的CEN，同時啟動兩個定時器。