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STM32 影子寄存器

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STMCU-管管 发布时间:2020-9-10 09:57
01 概述
( T$ U; ~7 G& A6 u3 u

; l5 Z) Z8 K$ r0 |% W8 W% V
在定时器框图中,有个小细节,有些寄存器下有个阴影
1.png
& j$ l' ^; h6 g- a2 u
有这些阴影的表示这些寄存器存在影子寄存器。

' u# E9 r' p8 P! U
在图例中也有对影子寄存器的说明:
2.png
7 @+ ]6 y" L- H$ N' U! q- p+ D4 l* }2 l
根据控制位,在发生U事件后,预装载寄存器内容转移到有效寄存器。这也就是对影子寄存器的说明。
- _8 E4 l* D' c6 v0 Y6 i
有阴影的寄存器(AutoReloadRegister),表示在物理上这个寄存器对应2个寄存器,一个是程序员可以写入或读出的寄存器,称为preloadregister(预装载寄存器),另一个是程序员看不见的、但在操作中真正起作用的寄存器,称为shadowregister(影子寄存器)。
$ D5 |: j0 M1 A
这里有3个寄存器名称
$ V3 i( r1 P, b2 V
  • AutoReloadRegister。
  • preloadregister。
  • shadowregister。( F; C1 C6 n: y! m% C
* R: |6 D4 p# ]
4 y8 ^7 [; g: d
在这里我的理解是,AutoReloadRegister自动重装载寄存器是一个概念寄存器,可以在寄存器表中找到每一位的定义,它是由preloadregister预装载寄存器和shadowregister影子寄存器组成。我们用户能接触到,能修改或读取的都是预装载寄存器,ST只是把它们开放出来(影子寄存器并没有开放给用户),其实就是ARR寄存器。9 \3 `, F& g; }! {$ ]  _' g

- }' B1 \5 e3 Z7 m3 G' M
设计preloadregister和shadowregister的好处是:
: d& M% W/ O: W' c+ l
所有真正需要起作用的寄存器(shadowregister)可以在同一个时间(发生更新事件时)被更新为所对应的preloadregister的内容,这样可以保证多个通道的操作能够准确地同步。如果没有shadowregister,或者preloadregister和shadowregister是直通的,即软件更新preloadregister时,同时更新了shadowregister,因为软件不可能在一个相同的时刻同时更新多个寄存器,结果造成多个通道的时序不能同步,如果再加上其它因素(例如中断),多个通道的时序关系有可能是不可预知的。
6 N1 t& ~" j0 h! a# l7 u
) {/ \6 u. \9 O2 \- F
看到有阴影寄存器共三种:
1、PSC(Prescaler)
2、ARR(AutoReloadRegister)
3、CCR(Capture/Comparex Register)
4、REPRegister

: z' j- e0 v# m6 A! o( Y, x
02 PSC(Prescaler)
在预分频器的描述中:

" a- R9 \/ F! W1 [9 @
It is based on a 16-bit counter controlled through a 16-bit register(in the TIMx_PSC register).It can be changed on the fly as thiscontrol register is buffered. The new prescaler ratio is taken intoaccount at the next update event.
9 S# O" A, m- j
节选自STM32F207 Reference manual手册
6 Z+ Z5 p7 \& n) D7 l
由于该控制寄存器具有缓冲功能,因此可对预分频器进行实时更改。而新的预分频比将在下一更新事件发生时被采用。  L' g* C5 _9 J: W
预分频器分频由1 变为2 时的计数器时序图
+ D6 z5 Y0 q2 ~3 s! V
3.png

1 z1 {! E: L. Y9 A
在这里看到预分频器寄存器存在影子寄存器,但是没有控制位控制它,它的预装载寄存器和影子寄存器是相连的。
工作模式如下图:
8 A4 G4 @' {" `! s
4.png

# w6 d( O% w5 E# `* F5 `9 O+ q
注意:
在ST的手册中,影子寄存器被描述成缓冲,在对预分频器的影子寄存器描述成寄存器具有缓冲功能。其中
, }  @4 K) B; O- M6 O* a2 f4 R
5.png
3 A2 _; s5 _3 M# B% l0 B6 Q
在这里又被描述成TIMx_ARR寄存器不进行缓冲。4 U( Y9 h. e# b+ U+ u

* T4 i' ~: Y: R: g& F4 M) {03 ARR(AutoReloadRegister)) H- K- {/ A2 [: w" [
控制位:

4 u) r) C# ^2 D% z, d, {! o$ b
在时基单位中有说明如下
- }+ b% T' c) D
The content of the preload register are transferred into theshadowregister permanently or at each update event (UEV), depending on theauto-reloadpreload enable bit (ARPE) in TIMx_CR1 register.节选自STM32F207 Reference manual手册
预装载寄存器的内容既可以直接传送到影子寄存器,也可以在每次发生更新事件(UEV)时传送到影子寄存器,这取决于TIMx_CR1 寄存器中的自动重载预装载使能位(ARPE)。. B0 x; B  B* d" P: c( k
7 L' v- v( Q/ F  Z) R  ]/ D6 K
也就是TIMx_CR1的ARPE位决定了预装寄存器数据传入影子寄存器的时间先后顺序。
: f, ?' H* |$ g% M: a
计数器时序图,ARPE=0 时更新事件(TIMx_ARR 未预装载)。
. Y2 w" L/ @8 p- x; Y
6.png

% Y& |' h! f3 q
从上面两图看出,向上计数,还没有到达0x36,就把自动重载寄存器修改为0x36,就会在计数到0x36时产生动作。
计数器时序图,ARPE=1 时更新事件(TIMx_ARR 预装载)。

0 n% d0 \# Y7 Y
7.png
3 A0 W* a7 Z% q- b6 _6 b
从上面两图看出,向上计数,还没有到达0x36,就把自动重载预装载寄存器修改为0x36,就不会在计数到0x36时产生动作,会在这个时将自动重载预装载寄存器值赋给自动重载影子寄存器。

2 E6 R  S. B. A6 ]5 \1 e% ^) R" i
从预装载寄存器ARR传送到影子寄存器,有两种方式,一种是立刻更新,一种是等触发事件之后更新;这两种方式主要取决于寄存器TIMx->CR1中的“ARPE”位;
2 _: l* w( c& E* {; n% V
  • ARPE=0,当ARR值被修改时,同时马上更新影子寄存器的值;
  • ARPE=1,当ARR值被修改时,必须在下一次事件UEV发生后才能更新影子寄存器的值;

    + Z  p( o9 h3 P

    # x& n: _  Z% X* H4 N( o
怎么样马上立刻更改影子寄存器的值,而不是下一个事件;方法如下
1、将ARPE=0。
  1. TIM_ARRPreloadConfig(ch1_Master_Tim,  DISABLE );
复制代码
' h/ s8 p) J) ?6 k
2、在ARPE=1。
  1. TIM_ARRPreloadConfig(ch1_Master_Tim,  ENABLE);
复制代码
( X$ `8 j+ H- k7 d+ g

. F, w6 G  C; c4 J3 m
我们更改完预装载寄存器后,立刻设置UEV事件,即更改EGR寄存的UG位,如下

6 e# U7 v6 }. o5 B. P; U. S  u
  1. . _+ U$ P- p  s
  2. TIM1->ARR   =    period-1;    //设置周期9 u" _9 a9 k- y; U
  3. TIM1->CCR1  =    period>>1;  //设置占空比50%
    + g9 X+ D" f  P7 [$ k& a; \0 Q
  4. TIM_GenerateEventTIM1,TIM_EventSource_Update);//主动发生UEV事件,UG=1
复制代码

9 L1 i6 h" y6 F
! L- M8 E: b% E& g& H
工作模式如下图:
8 U# f0 }; b4 |- l3 k! v3 ?1 B
8.png

# X7 q/ N6 C- R. h1 t' b3 T04 CCR(Capture/Comparex Register)3 _% z# w$ {; C( O# {0 P
还有计数器模式中有文字说明:

  v' F/ @& B5 e1 D. V) [; s: U
The UEV event can be disabled by software by setting the UDIS bit inthe TIMx_CR1 register. This is to avoid updating the shadow registerswhile writing new values in the preload registers。
节选自STM32F207 Reference manual手册
7 R: Y( g/ F3 O' v8 Y) w1 r
通过软件将TIMx_CR1寄存器中的UDIS位置1可禁止更新事件UEV事件。这可避免向预装载寄存器写入新值时更新影子寄存器。
7 i+ u/ E. l; c

3 Y0 a* F# M5 ?6 a; G
也就是TIMx_CR1寄存器中UDIS位间接决定了预装寄存器数据是否传入影子寄存器。
7 B$ i: p+ v& B5 F8 X% u$ I
  G) C! o6 t5 h# p. N& P

$ \1 v! H  L9 c9 _: h8 e
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