STM32F0x定时器之计数器模式

向上计数模式

在递增计数模式下，计数器从0计数到自动重载值(TIMx_ARR寄存器的内容)，然后从0重新开始计数，并产生一个计数器溢出事件。

如果使用重复计数器，则在递增计数器重复了重复计数器寄存器(TIMx_RCR)中所编程的次数后，会产生更新事件(UEV)。否则，每次计数器溢出时都会产生更新事件。

设置 TIMx_EGR 寄存器的 UG 位(通过软件或从机模式控制器)也会产生一个更新事件。

UEV 事件可以通过软件将 TIMx_CR1 寄存器的UDIS位置位来禁用。这是为了避免在预载寄存器中写入新值时更新影子寄存器。那么在UDIS位被写入0之前，不会发生更新事件。然而，计数器会从0重新开始，预分频器的计数器也是如此(但预分频率不变)。此外，如果 TIMx_CR1 寄存器中的URS位(更新请求选择)被置位，则置位UG位会产生一个更新事件UEV，但不会置位UIF标志(因此不会发送中断或DMA请求)。这是为了避免在清除捕获事件计数器时同时产生更新和捕获中断。

发生更新事件时，所有寄存器都会更新，更新标志( TIMx_SR 寄存器中的UIF位)也会被置位(取决于URS位)：

• 重复计数器被重新载入 TIMx_RCR 寄存器的内容，
• 自动重装载影子寄存器用预加载值(TIMx_ARR)更新，
• 预分频器的缓冲器重新载入预载值(TIMx_PSC 寄存器的内容)。

下面的这两张图至关重要，涉及到 TIMx_ARR 寄存器动态改变后，计数器时序图如何变化。这里面，前面的文章（STM32F0x高级定时器简介）中多次提到的TIMx_CR1中的ARPE位，将发挥重要作用。

图47，计数器时序图，当ARPE=0时更新事件(TIMx_ARR未预加载)

先看图47，TIMx_ARR的值更新后，自动重载预装载寄存器的值立即更新（最后一行）。TIMx_ARR原来的值是0xff，那么第四行的Counter寄存器应该计数到0xff才产生溢出，但是在计数器计数到0x32的时候，TIMx_ARR被更新到了0x36，图中这个设置是立即生效的，因为接下来第五行的定时器的溢出事件并没有计数到原来的0xff，而是直接在计数到0x36这个新设置的值后就重新开始跑了。这要归功于最重要的一项设置，就是ARPE=0，意思就是不要预加载，改动立即生效（其实前面的文章已经讲过，就是让ARR的预加载寄存器立即更新到影子寄存器）。

图48，计数器时序图，当ARPE=1时更新事件(TIMx_ARR预加载)

再看图48，最重要的一项改动，就是ARPE=1。原先TIMx_ARR的值为0xf5，但在第四行定时器的计数器跑到0xf1的时候，ARR被改到了0x36，请看图，这个改动立即生效了吗？这时Counter的值(0xf1)大于了ARR的预加载值(0x36)，但时序图中的第五行并没有在这个时刻发生定时器溢出事件，第四行的计数器也没有被复位，而是继续跑。同时自动重装载影子寄存器也没有被更新，还是0xf5。而是要等到什么时候？等到计数器跑到原先值0xf5后这一切才被更新！

所以，ARPE是干啥的？之前网上搜了大量文章硬是没搜出个名堂，现在终于解惑了！它就是对ARR预加载，不让改动立即生效，而是等到下一个更新事件到来，再把这个值传输到影子寄存器。

向下计数模式

在递减计数模式下，计数器从自动重载值(TIMx_ARR寄存器的内容)递减计数至0，然后从自动重载值重新开始计数，并产生一个计数器下溢事件。

如果使用重复计数器，则在递减计数重复了重复计数器寄存器(TIMx_RCR)中设置的次数后，会产生更新事件(UEV)。否则，在每次计数器下溢时产生更新事件。

设置TIMx_EGR寄存器的UG位(通过软件或从机模式控制器)也会产生一个更新事件。

UEV更新事件可以被软件禁用，通过设置TIMx_CR1寄存器的UDIS位。这是为了避免在预载寄存器中写入新值时更新影子寄存器。那么在UDIS位被写入0之前，不会发生更新事件。然而，计数器从当前自动重载值重新启动，而预分频器的计数器从0重新启动(但预分频率不变)。

此外，如果TIMx_CR1寄存器中的URS位(更新请求选择)被置位，则置位UG位会产生一个更新事件UEV，但不会置位UIF标志(因此不会发送中断或DMA请求)。这是为了避免在清除捕获事件计数器时同时产生更新和捕获中断。

发生更新事件时，所有寄存器都会更新，更新标志(TIMx_SR寄存器中的UIF位)也会置位(取决于URS位)：

• 重复计数器重新载入TIMx_RCR寄存器的内容
• 预分频器的缓冲器重新载入预载值(TIMx_PSC寄存器的内容)
• 自动重载有效寄存器用预载值(TIMx_ARR寄存器的内容)更新。请注意，自动重载是在计数器重载之前更新的，因此下一个周期是预期的周期。（这句话的意思是说，先更新ARR，再更新CNT）

中心对齐模式(向上/向下计数)

在中心对齐模式下，计数器从0计数到自动重载值(TIMx_ARR寄存器的内容)–1，产生一个计数器溢出事件，然后从自动重载值倒计数到1，并产生一个计数器下溢事件。然后它从0开始重新计数。

当TIMx_CR1寄存器中的CMS位不等于'00'时，中心对齐模式生效。输出中配置的通道的输出比较中断标志在以下情况下置位：计数器递减计数(中心对齐模式1，CMS = "01")，计数器递增计数(中心对齐模式2，CMS = "10")，计数器递增计数和递减计数(中心对齐模式3，CMS = "11")。这里千万别被这个CMS位的这三种模式误解，虽然有三种模式，但计数器都是交替地向上和向下计数，只是输出比较中断标志什么时候被置位的区别，可以看寄存器手册中的相关定义，如下：

CMS[1:0]: 居中对齐模式选择

• 00: 边缘对齐模式。计数器根据方向位(DIR)递增或递减计数。
• 01: 居中对齐模式1。计数器交替上下计数。仅当计数器递减计数时，才会设置输出中配置的通道的输出比较中断标志(TIMx_CCMRx寄存器中的CCxS=00)。
• 10: 居中对齐模式2。计数器交替上下计数。仅当计数器递增计数时，才会设置输出中配置的通道的输出比较中断标志(TIMx_CCMRx寄存器中的CCxS=00)。
• 11: 居中对齐模式3。计数器交替上下计数。计数器递增计数或递减计数时，输出中配置的通道的输出比较中断标志(TIMx_CCMRx寄存器中的CCxS=00)都会置位。

注意：只要计数器使能(CEN=1)，就不允许从边缘对齐模式切换到中心对齐模式。

在这种模式下，TIMx_CR1寄存器中的DIR方向位不能写入。它由硬件更新并给出计数器的当前方向。

每次计数器上溢和下溢时都会产生更新事件，或者通过设置TIMx_EGR寄存器中的UG位(通过软件或使用从机模式控制器)也会产生更新事件。这种情况下，计数器从0开始重新计数，预分频器的计数器也是如此。

通过设置TIMx_CR1寄存器的UDIS位，软件可以禁用UEV更新事件。这是为了避免在预载寄存器中写入新值时更新影子寄存器。那么在UDIS位被写入0之前，不会发生更新事件。但是，计数器会根据当前的自动重装载值继续上下计数。

此外，如果TIMx_CR1寄存器中的URS位(更新请求选择)被置位，则置位UG位会产生UEV更新事件，但不会置位UIF标志(因此不会发送中断或DMA请求)。这是为了避免在清除捕获事件计数器时同时产生更新和捕获中断。

发生更新事件时，所有寄存器都会更新，更新标志(TIMx_SR寄存器中的UIF位)也会置位(取决于URS位)：

• 重复计数器重新载入TIMx_RCR寄存器的内容
• 预分频器的缓冲器重新载入预载值(TIMx_PSC寄存器的内容)
• 自动重载有效寄存器用预载值(TIMx_ARR寄存器的内容)更新。请注意，如果更新源是计数器溢出，则自动重装载值会在计数器重新加载之前更新，因此下一个周期就会是预期周期(计数器加载新值)。

图54，计数器时序图，内部时钟除以1，TIMx_ARR = 0x6

图中使用的是中心对齐模式1，UIF仅在计数器递减到1的时候产生中断。且可以看出，计数器是交替上下计数的。文章来源地址https://uudwc.com/A/EyOzo