STM32内部时钟输出比较OC（学习笔记）
声明：资料来自B站江协科技
之前学习了内部时钟的定时功能以及外部GPIO电平触发中断（即定时功能模式2），模式1还没有学习。这篇定时器输出捕获依然继续学习相关寄存器的控制。
首先分享一下自己复写程序时遇到的问题。
第一个是呼吸灯的代码，把里面的延时程序换成了定时中断。因为都是用的TIM2定时的，所以其实相当于重复定义了时基单元。
即Timer.c和PWM.c里都用到了Tim2的时基单元，因此它只能使能其中一个，另一个被覆盖了，如果不用示波器或者逻辑分析仪去查看PWM的波形还真发现不了这个问题。最后统一模块里的参数
第二个是舵机程序写完发现不工作，因为刚学很多库函数不熟悉加上有点灯下黑，没有找到问题，最后是DEBUG源码和自己的代码，看寄存器CCR的值位置不一样。最后发现一个用的setcompare2自己用的setcompare1.最后改掉了。看来懂点寄存器还是不错的。
第三个在PWM控制的时候打算用光耦来触发刹车，逻辑上很简单按理应该没什么问题的，就是在外部触发中断中写上Speed = 0；应该就可以了，用开关这么设置可以触发。结果光耦没有，找了应该有2个小时的BUG，结果发现是光耦模块的工作触发方式自己设想的不一样，属于是进入中断但是没进入判断语句，最后发现问题的时候相当无语，因为之前找问题的时候想了很多错误的可能。后面想想光耦模块不是我自己写的，在功能逻辑上没有理解到位，结果吃到苦头了。
第4个就是写“1”清0，之前只知道写0清0，现在知道挂起寄存器是写“1”清0，
在STM32的硬件中，EXTI_PR寄存器的设计是：
- 写入
0：无操作（位值保持原样）。 - 写入
1：将对应位清零（Write-1-to-Clear）。
因此，虽然代码看起来是“写1”，但硬件实际会将其解释为“清零”。
以下来自DeepSeek
在STM32中，外部触发产生中断和产生事件是两种不同的响应机制，其核心区别在于触发后的处理路径和硬件行为。以下是详细对比：
一、核心区别
| 特性 | 中断（Interrupt） | 事件（Event） |
|---|---|---|
| 触发对象 | 处理器（CPU） | 其他硬件模块（如DMA、ADC、定时器等） |
| 处理路径 | 通过中断服务程序（ISR）由CPU处理 | 直接触发硬件操作，无需CPU干预 |
| 挂起位（Pending Bit） | 有（需软件清除） | 无（自动生成脉冲，无需状态记录） |
| 延迟 | 较高（需上下文切换） | 极低（硬件直接响应） |
| 应用场景 | 需要复杂逻辑处理（如数据处理、状态更新） | 快速硬件协作（如DMA启动、定时器捕获） |
二、配置流程对比
1. 中断配置
- 步骤：
- 配置中断线（EXTI Line）的触发边沿（上升沿/下降沿）。
- 使能中断屏蔽寄存器（
EXTI_IMR）对应位（写1）。 - 配置NVIC（嵌套向量中断控制器）使能中断通道。
- 触发后行为：
- 挂起位（
EXTI_PR）被硬件置1。 - CPU跳转执行中断服务程序（ISR）。
- 需在ISR中手动清除挂起位（写
1清零）。
- 挂起位（
// 示例：配置PA0引脚上升沿中断GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0;EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; // 中断模式 EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn); // 使能NVIC中断通道2. 事件配置
- 步骤：
- 配置事件线（EXTI Line）的触发边沿（同中断）。
- 使能事件屏蔽寄存器（
EXTI_EMR）对应位（写1）。
- 触发后行为：
- 生成一个硬件事件脉冲（电平信号）。
- 无挂起位，无需软件清除。
- 直接触发其他外设（如启动DMA传输）。
// 示例：配置PA0引脚上升沿事件
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Event; // 事件模式
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
三、关键机制解析
1. 中断的挂起位（Pending Bit）
- 作用：标志中断请求是否已发生，供CPU查询。
- 清除方式：向挂起位写
1（硬件设计为写1清零）。 - 必要性：确保中断不会被重复误触发。
2. 事件的脉冲特性
- 行为：事件触发时，EXTI会生成一个单周期的高/低电平脉冲。
- 直接驱动硬件：例如：
- 触发ADC开始采样。
- 启动DMA传输。
- 复位定时器计数器。
- 无需软件干预：硬件自动完成操作。
四、应用场景示例
1. 中断的典型应用
- 按键检测：按下按键后，触发中断执行去抖和状态更新。
- 传感器数据就绪：传感器数据准备好后，中断通知CPU读取。
2. 事件的典型应用
- DMA传输同步：外部信号触发DMA从内存搬运数据到外设。
- 定时器捕获：外部边沿事件触发定时器记录当前计数值。
- 低功耗唤醒：事件唤醒处于睡眠模式的CPU（无需进入ISR）。
五、软件触发中断/事件
通过软件中断/事件寄存器（EXTI_SWIER），可以手动生成中断或事件：
- 写入
1：模拟硬件触发，行为与外部触发一致。 - 用途：调试时模拟信号，或强制启动硬件操作。
// 手动触发PA0的中断
EXTI_GenerateSWInterrupt(EXTI_Line0);// 手动触发PA0的事件
EXTI_GenerateSWEvent(EXTI_Line0);
六、总结
- 中断：面向CPU，需软件处理，适合复杂逻辑。
- 事件：面向硬件协作，无CPU参与，适合高效操作。
- 设计意义：STM32通过分离中断和事件路径，兼顾灵活性与实时性。
1. void EXTI_ClearFlag(uint32_t EXTI_Line)
功能
直接清除EXTI线的挂起标志位（Pending Bit），无论该中断是否被使能。
- 操作对象：EXTI挂起寄存器（
EXTI_PR）。 - 硬件行为：向指定中断线（
EXTI_Line）对应的位写1，将该位清零。 - 特点：
- 不检查中断是否被使能（不依赖中断屏蔽寄存器
EXTI_IMR）。 - 即使中断未使能，也能强制清除挂起标志。
- 不检查中断是否被使能（不依赖中断屏蔽寄存器
典型用途
- 在不需要中断服务程序干预的情况下，手动清除某个事件触发的挂起标志。
- 初始化时清理残留的中断标志。
// 清除EXTI线0的挂起标志
EXTI_ClearFlag(EXTI_Line0);
2. ITStatus EXTI_GetITStatus(uint32_t EXTI_Line)
功能
检查指定EXTI线的中断状态是否有效，即同时满足以下两个条件：
- 中断使能：该中断线在中断屏蔽寄存器（
EXTI_IMR）中被使能（对应位为1）。 - 挂起标志置位：该中断线在挂起寄存器（
EXTI_PR）中的挂起位为1。
- 返回值：
SET：中断有效（已使能且挂起位为1）。RESET：中断无效（未使能或挂起位为0）。
典型用途
- 在中断服务程序（ISR）中确认中断来源是否合法，避免误触发。
示例
// 在中断服务程序中检查EXTI线0的中断状态
if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) == SET) {// 处理中断// ...// 清除挂起位EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
}
3. void EXTI_ClearITPendingBit(uint32_t EXTI_Line)
功能
安全清除EXTI线的挂起标志位（Pending Bit），通常用于中断服务程序末尾。
- 操作对象：EXTI挂起寄存器（
EXTI_PR）。 - 硬件行为：向指定中断线对应的位写
1，将该位清零。 - 与
EXTI_ClearFlag的区别：- 功能上两者等价，均直接操作
EXTI_PR。 - 语义差异：
EXTI_ClearITPendingBit专为中断服务程序设计，强调“中断挂起位”的清除；而EXTI_ClearFlag更通用，可能用于非中断场景。
- 功能上两者等价，均直接操作
典型用途
| 函数 | 操作目标 | 是否检查中断使能 | 典型场景 |
|---|---|---|---|
EXTI_GetITStatus | 检查状态 | 是 | 中断服务程序开头 |
EXTI_ClearITPendingBit | 清除挂起位 | 否 | 中断服务程序末尾 |
EXTI_ClearFlag | 清除挂起位 | 否 | 非中断场景的强制清除 |
- 在中断服务程序（ISR）结束时清除挂起位，防止重复进入中断。
-
void EXTI0_IRQHandler(void) {if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) == SET) {// 处理中断逻辑// ...// 清除挂起位EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);} }三者的关系与使用流程
- 中断触发：外部信号触发EXTI线，硬件自动置位
EXTI_PR对应位。 - 状态检查：在ISR中使用
EXTI_GetITStatus确认中断有效性。 - 清除标志：处理完中断后，使用
EXTI_ClearITPendingBit或EXTI_ClearFlag清除挂起位。
PWM设置过程（OC输出捕获比较）
void PWM_Init(void)
{/*开启时钟*/RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //开启TIM2的时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟/*GPIO初始化*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA2引脚初始化为复用推挽输出 //受外设控制的引脚，均需要配置为复用模式/*配置时钟源*/TIM_InternalClockConfig(TIM2); //选择TIM2为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟/*时基单元初始化*/TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; //定义结构体变量TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式，选择向上计数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1; //计数周期，即ARR的值TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720 - 1; //预分频器，即PSC的值TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数器，高级定时器才会用到TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure); //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM2的时基单元/*输出比较初始化*/ TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; //定义结构体变量TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure); //结构体初始化，若结构体没有完整赋值//则最好执行此函数，给结构体所有成员都赋一个默认值//避免结构体初值不确定的问题TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //输出比较模式，选择PWM模式1TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性，选择为高，若选择极性为低，则输出高低电平取反TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //输出使能TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //初始的CCR值TIM_OC3Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure); //将结构体变量交给TIM_OC3Init，配置TIM2的输出比较通道3/*TIM使能*/TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //使能TIM2，定时器开始运行
}void PWM_SetCompare3(uint16_t Compare)
{TIM_SetCompare3(TIM2, Compare); //设置CCR3的值
}
OC结构体设置：
PA2是输出捕获3通道
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //输出使能
/* Reset the Output Compare mode and Capture/Compare selection Bits */
tmpccmrx &= (uint16_t)(~((uint16_t)TIM_CCMR2_OC3M));
tmpccmrx &= (uint16_t)(~((uint16_t)TIM_CCMR2_CC3S));
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; 
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; 
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; 
这个值结合ARR的值一起计数PWM的频率。如果查看手册的话还涉及一些别的寄存器；
