【经验分享】STM32 影子寄存器

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STMCU小助手发布时间：2022-4-18 09:37

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文章简介:	STM32 影子寄存器

01、概述
在定时器框图中，有个小细节，有些寄存器下有个阴影

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有这些阴影的表示这些寄存器存在影子寄存器。

在图例中也有对影子寄存器的说明：

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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。

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)。

这里有3个寄存器名称

AutoReloadRegister。

preloadregister。

shadowregister。

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。

设计preloadregister和shadowregister的好处是:

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。

看到有阴影寄存器共三种：

1、PSC(Prescaler)

2、ARR(AutoReloadRegister)

3、CCR(Capture/Comparex Register)

4、REPRegister

02、PSC(Prescaler)
在预分频器的描述中：

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.

节选自STM32F207 Reference manual手册

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。

预分频器分频由1 变为2 时的计数器时序图

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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：

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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

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在这里又被描述成TIMx_ARR寄存器不进行缓冲。

03、ARR(AutoReloadRegister)
控制位：

在时基单位中有说明如下

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)。

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。

计数器时序图，ARPE=0 时更新事件（TIMx_ARR 未预装载）。

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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）。

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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。

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；

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；

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。

TIM_ARRPreloadConfig(ch1_Master_Tim, DISABLE );

复制代码

2、在ARPE=1。

TIM_ARRPreloadConfig(ch1_Master_Tim, ENABLE);

复制代码

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

TIM1->ARR = period-1; //设置周期
. A* b3 K/ k% ~! X; ?8 A
TIM1->CCR1 = period>>1; //设置占空比50%5 }0 Z" O& y/ `7 B
TIM_GenerateEventTIM1,TIM_EventSource_Update);//主动发生UEV事件,UG=1

复制代码

工作模式如下图：

04、CCR(Capture/Comparex Register)
还有计数器模式中有文字说明：

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

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。

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。