ARR（Auto-Reload Register，自动重装载寄存器）是定时器的核心控制单元之一，与PSC（预分频器）共同构建定时器的完整计时逻辑。以下是其核心作用及与PSC的协同关系解析：
一、ARR的核心作用
| 功能维度 | 具体作用 | 应用场景示例 |
|---|---|---|
| 周期控制 | 定义计数器从0递增到ARR值的完整周期，即定时周期 = (ARR + 1) × 分频后时钟周期 | 1ms定时中断（ARR=999，PSC=71 @72MHz） |
| PWM波形基准 | 作为占空比的分母：占空比 = CCRx / (ARR + 1) | 50%占空比时CCRx = (ARR+1)/2 |
| 中断触发源 | 计数器达到ARR时触发更新事件（UEV），可生成中断或DMA请求 | 周期性ADC采样触发 |
| 计数边界限制 | 限制计数器最大值，防止溢出失控（例如在编码器模式下限定机械行程范围） | 电机旋转角度限制（ARR=360对应1圈） |
二、ARR与PSC的协同关系
1. 频率生成公式
输出频率 = 定时器输入时钟 / (PSC + 1) / (ARR + 1)
- PSC：粗调频率范围（降低时钟频率）
- ARR ：细调周期精度（定义计数步长）
示例 ：
若需生成1kHz方波（72MHz主频）：
PSC = 71→ 分频后时钟1MHz
ARR = 999→ 周期1ms（1000Hz）
2. 精度与频率的权衡
| 需求 | 调整策略 | 典型场景 |
|---|---|---|
| 高频率输出 | 减小ARR，增大PSC（牺牲占空比精度） | 超声波驱动信号（40kHz） |
| 高占空比精度 | 增大ARR，减小PSC（牺牲频率上限） | 伺服电机控制（0.1°分辨率需ARR≥3600） |
三、ARR的硬件特性与配置技巧
- 动态重装载
- 预装载使能 （
TIMx->CR1.ARPE=1）：ARR修改在下一个周期生效，避免计数中途跳变 - 立即更新 （
TIMx->EGR.UG=1）：强制立即应用新ARR值（可能引发波形抖动）
- 预装载使能 （
- 特殊模式行为
- 中心对称模式 （中央对齐）：实际有效周期为
2×ARR（计数器上下计数） - 单脉冲模式：ARR定义单次计数终点，触发后自动停止计数器
- 中心对称模式 （中央对齐）：实际有效周期为
- 物理位宽限制
- 16位定时器：ARR范围0-65535
- 32位扩展模式（级联）：ARR可扩展至0-4,294,967,295
四、常见误区与避坑指南
- 占空比失效 ：若
CCRx > ARR，PWM输出可能恒高/恒低（取决于极性配置） - 周期跳变风险：运行中修改ARR时未启用预装载，可能导致计数器值（CNT）与ARR错位
- 中断遗漏：ARR值过小可能导致中断频率超过CPU处理能力（需结合NVIC优先级优化）
总结
ARR是定时器的周期标尺，与PSC共同构建频率和占空比的控制体系。其核心价值在于：
- 定义时间基准：为中断、PWM、捕获等提供周期性触发源
- 硬件级同步：通过预装载机制实现无抖动的动态参数调整
- 资源效率优化：通过ARR/PSC组合平衡频率与精度需求
实际开发中，建议通过公式反推ARR = (目标周期 × 分频后时钟频率) - 1，并结合预装载功能保障稳定性。