一直沒(méi)搞清楚stm32定時(shí)器的TIM_OC1PreloadConfig、TIM_ARRPreloadConfig函數(shù)的作用，影子寄存器、預(yù)裝載寄存器、重載寄存器的概念。今天來(lái)研究一下：
首先看定時(shí)器的框圖：
圖中有陰影的小方框，代表該功能對(duì)應(yīng)的寄存器有影子寄存器，也就是：PSC預(yù)分頻器、自動(dòng)重裝載寄存器、REP寄存器和4個(gè)通道的捕獲/比較寄存器。
可以看到這幾個(gè)寄存器都是經(jīng)常用到的，而且存在定時(shí)器工作過(guò)程中修改他們的可能性。在定時(shí)器工作過(guò)程中修改他們的值，就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題了：如果上次ARR的值是200，通道1的比較寄存器CCR1值是100，產(chǎn)生占空比為50%的PWM。這個(gè)時(shí)候我要改變PWM的頻率，我把ARR的值改為100，CCR1的值還沒(méi)來(lái)得及更改，那么占空比肯定就會(huì)出問(wèn)題，所以我就需要讓他們同步修改。以前ARR=200，CCR1=100，提高頻率后ARR=100，CCR1=50，我需要這兩個(gè)寄存器的值同步修改，最好還是讓他們計(jì)數(shù)完一個(gè)周期后再修改，那么進(jìn)入下一個(gè)周期ARR、CCR1同步修改過(guò)去，對(duì)PWM的占空比就沒(méi)有一點(diǎn)影響了。
為了達(dá)到這個(gè)目的，就得先用一個(gè)寄存器A把修改的值保存好（ARR_A=100，CCR1_A=50），一旦上一個(gè)周期結(jié)束，給一個(gè)信號(hào)，立即就把寄存器A的值賦值過(guò)去，立即生效，這樣就完成了最理想的在定時(shí)器運(yùn)行中修改寄存器的過(guò)程。下面對(duì)應(yīng)到stm32中：
有影子寄存器的寄存器實(shí)際上對(duì)應(yīng)了兩個(gè)寄存器：一個(gè)是用戶可以寫入或讀出數(shù)據(jù)的寄存器，稱為preload register(預(yù)裝載寄存器)，另一個(gè)是用戶看不見的、但在操作中真正起作用的寄存器稱為shadow register(影子寄存器)。我們修改的定時(shí)器周期、預(yù)分頻系數(shù)、通道的比較值等都是修改的表面那個(gè)預(yù)裝載寄存器，要讓這個(gè)修改起作用，就還要把預(yù)裝載寄存器的值賦給影子寄存器才行。
從ARR預(yù)裝載寄存器傳送到影子寄存器，有兩種方式，一種是立刻更新，一種是等觸發(fā)事件之后更新；這兩種方式主要取決于寄存器TIMx->CR1中的“APRE”位：
APRE=0，當(dāng)ARR值被修改時(shí)，同時(shí)馬上更新影子寄存器的值；
APRE=1，當(dāng)ARR值被修改時(shí)，必須在下一次事件UEV發(fā)生后才能更新影子寄存器的值；
這就是TIM_ARRPreloadConfig(TIM1, ENABLE);函數(shù)的作用：
#define TIM_CR1_ARPE ((uint16_t)0x0080)
void TIM_ARRPreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState)
{
if (NewState != DISABLE)
{
TIMx->CR1 |= TIM_CR1_ARPE;
}
else
{
TIMx->CR1 &= (uint16_t)~((uint16_t)TIM_CR1_ARPE);
}
}
4個(gè)通道的捕獲/比較寄存器也是同樣的道理，從CCRx的預(yù)裝載寄存器傳送到影子寄存器由下面的位控制：
TIM_OC1PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);函數(shù)的作用就是修改這個(gè)位：
#define TIM_CCMR1_OC1PE ((uint16_t)0x0008)
#define TIM_OCPreload_Enable ((uint16_t)0x0008)
void TIM_OC1PreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPreload)
{
uint16_t tmpccmr1 = 0;
tmpccmr1 = TIMx->CCMR1;
tmpccmr1 &= (uint16_t)~((uint16_t)TIM_CCMR1_OC1PE);
tmpccmr1 |= TIM_OCPreload;
TIMx->CCMR1 = tmpccmr1;
}
再給幾個(gè)時(shí)序圖：
1、APRE=0，直接給ARR影子寄存器賦值的情況：
可以看到之前ARR=FF，給ARR賦值為36后，馬上就生效了，并在等于36時(shí)發(fā)生了溢出。
2、APRE=1，在下一個(gè)周期再更新值的情況：
可以看到之前ARR=F5，這個(gè)時(shí)候修改ARR的值為36，只有表面的重加載寄存器值更改了，真正起作用的影子寄存器并沒(méi)有更改。等到上一個(gè)周期結(jié)束，發(fā)生更新事件，影子寄存器才更改。
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史海拾趣
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