2. STM32定时器概述：分类、结构与时钟源

各位同学，咱们今天来聊聊STM32的定时器。说实话，我刚接触STM32那会儿，看到参考手册里定时器那一大堆寄存器，头都大了。但后来我发现，只要把定时器的分类和内部结构搞明白，后面写PWM代码就跟搭积木一样简单。

定时器是STM32里最常用的外设之一。它不仅能计时、计数，还能输出PWM、捕获输入信号。咱们这个项目要用PWM控制舵机，所以定时器是绕不开的核心模块。

2.1 定时器分类：三种定时器，各司其职

STM32的定时器分三类：基本定时器、通用定时器、高级定时器。它们的关系有点像汽车里的手动挡、自动挡和赛车变速箱——功能依次增强，但基础原理相通。

我个人的习惯是：做舵机控制这类项目，优先用通用定时器。功能够用，配置也不复杂。高级定时器虽然强大，但寄存器多，新手容易踩坑。

2.2 定时器内部结构：拆开看看里面有什么

你想想看，定时器本质上就是个计数器。给它一个时钟源，它就开始数数。数到某个值，就产生中断或者翻转电平。就这么简单。

下面这张图是我自己画的定时器内部结构框图，把核心模块都标出来了。你看一眼就能明白数据是怎么流动的。

这张图里，我重点标出了几个关键模块：

• 时钟源：定时器工作的心跳，决定了计数速度
• PSC预分频器：把时钟频率降下来，让定时器跑得慢一点
• CNT计数器：核心部件，从0数到ARR的值
• ARR自动重装载：设定计数上限，到了就重新开始
• 输出控制：决定什么时候输出高电平、什么时候输出低电平

我记得有次做项目，舵机抖得厉害。查了半天，发现是PSC预分频器配置错了，导致PWM频率不对。从那以后，我每次配置定时器都会先算一遍时钟树。

2.3 定时器时钟源：从哪来，到哪去

定时器的时钟源，说白了就是给它提供计数脉冲的源头。STM32的定时器时钟源有几种选择：

1. 内部时钟（CK_INT）：来自APB总线，最常用。咱们项目就用这个。
2. 外部时钟模式1（TIx）：从外部引脚输入脉冲，用于外部事件计数。
3. 外部时钟模式2（ETR）：从专用ETR引脚输入，适合高速外部信号。
4. 内部触发（ITRx）：其他定时器级联，一个定时器触发另一个。

你可能会问：这么多时钟源，我该用哪个？

我的建议是：做PWM输出，直接用内部时钟。简单、稳定、够用。外部时钟和触发模式，等以后做编码器测速或者多定时器同步时再研究。

2.4 定时器配置的核心参数

配置定时器，其实就是配置三个关键参数。我习惯用这个公式来算：

定时器溢出频率 = 定时器时钟 / (PSC + 1) / (ARR + 1)

其中：
- 定时器时钟：比如72MHz
- PSC：预分频系数，0~65535
- ARR：自动重装载值，0~65535

举个例子。咱们要输出50Hz的PWM信号来控制舵机：

定时器时钟 = 72MHz
目标频率 = 50Hz

假设 PSC = 71，则计数频率 = 72MHz / (71+1) = 1MHz
那么 ARR = 1MHz / 50Hz - 1 = 19999

所以：PSC = 71，ARR = 19999

2.5 定时器中断与事件

定时器除了输出PWM，还能产生中断。常见的中断事件有：

• 更新中断：计数器溢出时触发，也就是CNT数到ARR的值
• 捕获/比较中断：输入捕获或输出比较时触发
• 触发中断：外部触发事件时触发

在咱们的舵机控制项目里，主要用更新中断来产生PWM周期，用捕获/比较中断来调整占空比。不过说实话，用中断控制PWM占空比有点大材小用。咱们后面会讲，直接用定时器的PWM模式，硬件自动输出，CPU都不用管。