一、引言
AS32系列MCU芯片集成4个高级定时器，每个定时器包含一个32位自动重载计数器，该计数器由可编程预分频器驱动，支持递增、递减、中心计数、编码器模式等计数方式。
高级定时器具有6个独立通道，可实现测量输入信号的脉冲宽度、可编程PWM输出、带死区插入的互补PWM等功能。
二、PWM简介
PWM，全称脉冲宽度调制。它是一种用数字信号来模拟模拟电压的技术。简单来说，就是快速地在"开"（高电平）和"关"（低电平）之间切换，通过改变一个周期内"开"的时间比例，来控制平均电压。
2.1 输出比较模式
定时器被配置为PWM模式时，会用到比较寄存器。
周期： 由自动重载寄存器决定。计数器从0计数到这个值，然后归零，这个过程就是一个PWM周期。
占空比： 由比较寄存器决定。它设定了电平翻转的阈值。
工作流程：
1.计数器从0开始向上计数。
2.当计数器的值 小于 比较寄存器的值时，输出高电平（例如）。
3.当计数器的值 达到或超过 比较寄存器的值时，输出翻转为低电平。
4.计数器到达自动重载值后归零，输出重新变为高电平，开始下一个周期。
通过修改比较寄存器 的值，就改变了高电平在一个周期内持续的时间，从而改变了占空比。
输出比较可用于：
控制 LED 亮度： 占空比越大，LED越亮。
驱动舵机： 舵机的角度由PWM脉冲的宽度精确控制。
控制电机速度： 通过改变平均电压来调节直流电机转速。
音频输出： 通过极高频率的PWM，经过滤波后可以生成简单的音频信号。
2. 2 输入捕获
输入捕获功能就像一个"高速抓拍机"。当外部引脚上发生一个特定事件（如上升沿）时，它立刻"抓拍"下当前计数器的值，并保存起来。通过分析两次"抓拍"的值，我们就能计算出这个事件的时间参
定时器配置为输入捕获模式时，会用到捕获寄存器。
工作流程：
1.定时器的计数器一直在自由运行。
2.当输入引脚上出现第一个上升沿 时，硬件会立即将计数器当前的值 复制到捕获寄存器中，并产生一个中断。
3.在中断服务程序里，程序读取这个捕获值（记为t1），并同时将捕获边沿设置为下降沿。
4.当引脚出现下降沿时，硬件再次将计数器的当前值捕获（记为t2）。
5.程序计算 t2 - t1，这个差值就是高电平期间计数器计数的次数，再乘以计数周期，就得到了高电平脉冲的精确宽度。
6.同理，可以再捕获下一个上升沿，计算出整个信号的周期。
输入捕获可用于：
测量脉冲宽度和频率： 例如解码红外遥控信号（NEC协议）、测量超声波测距模块返回的脉冲宽度。
解码编码器信号： 读取旋转编码器的位置和速度。
测量数字信号的占空比。
三、软件设计
本文同时启用定时器HTIM1与HTIM5的通道1与通道2。其中，两个定时器的通道1均配置为PWM输出模式，以生成PWM信号；相应的通道2则工作在输入捕获模式，并采用中断驱动方式，以精确测量PWM信号的频率与占空比。最终，测量数据将通过串口打印输出。引脚连线如下：PD4->PH9， PC9->PD5
3.1软件分析
HTIM1初始化函数： void User_TIM1_Config(uint32_t arr, uint32_t psc, uint32_t rcr)；
硬件使能与准备
1.GPIOD_CLK_ENABLE(); // 使能GPIOD时钟
2.HTIM1_CLK_ENABLE(); // 使能HTIM1时钟 定时器时基配置
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; // 向上计数
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr; // 设定周期
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = psc; // 设定预分频
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = rcr; // 重复计数输入捕获配置（通道 2 ）
-
TIM_IC_InitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2; // 使用通道2
-
TIM_IC_InitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; // 上升沿捕获
-
TIM_IC_InitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; // 直接输入
-
TIM_IC_InitStructure.TIM_ICFilter = 0x0; // 无滤波器
-
TIM_IC_InitStructure.TIM_ICPrescaler = 0x0; // 每个事件都捕获
中断与 PWM 输出配置
中断使能：
-
TIM_IT_Update：//定时器溢出更新中断
-
TIM_IT_CC2：//通道2捕获/比较中断
PWM 输出配置（通道 1 ）：
-
TIM_OC_InitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; // PWM模式1
-
TIM_OC_InitStructure.TIM_Pulse = arr/2; // 初始占空比50%
-
TIM_OC_InitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; // 高电平有效
注：HTIM5配置除GPIO引脚外其余配置通HTIM1，此外HTIM5和HTIM1挂在不同总线下，读者使用时需自行计算外设时钟
在输入捕获模式下，当相应的 ICx 信号检测到跳变沿后，将使用捕获/比较寄存器(TIMx_CCRx)来锁存计数器的值。简单的说就是通过检测 TIMx_CHx 上的边沿信号，在边沿信号发生跳变（比如上升沿/下降沿）的时候，将当前定时器的值（TIMx_CNT）存放到对应的通道的捕获/比较寄存（TIMx_CCRx）里面，完成一次捕获。
从上图可以看出，t1-t2 时间就是需要测量的高电平时间，假如定时器工作在向上计数模式，测量方法是：首先设置定时器通道 x 为上升沿捕获，这样在 t1 时刻，就会捕获到当前的 CNT 值，然后立即清零 CNT，并设置通道 x 为下降沿捕获，这样到 t2 时刻，又会发生捕获事件，得到此时的 CNT 值，记为 CCRx2。根据定时器的计数频率，就可以算出 t1-t2 的时间，从而得到高电平脉宽。在 t1-t2 时间内可能会出现 N 次定时器溢出，因此还需要对定时器溢出进行处理，防止因高电平时间过长发生溢出导致测量数据不准。CNT计数的次数等于：N*ARR+CCRx2，有了这个计数次数，再乘以 CNT 的计数周期，即可得到 t2-t1 的时间长度，即高电平持续时间。部分逻辑在中断函数中实现：
void TIM1_IRQ_Handler()
{
static uint32_t TIM1_counter=0;
/* Get the value of TIM_CNT*/
if(TIM1_GetComplete==0)
{
if(TIM_GetITStatus(TIM1, TIM_IT_Update)!= RESET)
{
TIM1_Update_counter++;
TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_IT_Update);
}
if(TIM_GetITStatus(TIM1, TIM_IT_CC2)!= RESET)
{
TIM1_counter++;
if(TIM1_counter==1)
{
TIM1_Update_counter=0;
TIM1_Value1=TIM_GetCounter(TIM1);
}
if(TIM1_counter==2)
{
TIM1_Value2=TIM_GetCounter(TIM1);
TIM1_counter=0;
TIM1_GetComplete=1;
}
TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_IT_CC2);
}
}
else
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_IT_Update | TIM_IT_CC2);
}
}计算并输出PWM信号周期和频率的函数
/* Calculate the input frequency and period */
TIM1_Input_Poriod=(10000*TIM1_Update_counter-TIM1_Value1+TIM1_Value2);
TIM1_Input_Poriod = TIM1_Input_Poriod/20;
Printf("TIM1 Input_Poriod: %d us\r\n", (uint32_t)TIM1_Input_Poriod);
Printf("TIM1 Frequence: %d hz\r\n", (uint32_t)(1000000/TIM1_Input_Poriod));
TIM1_Update_counter=0;
TIM1_GetComplete=0;
ClearCache();其中第三行的20 为 HTIM1的时钟频率为20M。
四、开发板验证：
