这一章在干嘛？
打好「外设地基」：定时器（基本/高级）、PWM 输出、互补输出带死区、输入捕获、ADC、DAC。这些外设是后面 23 章实验的工具箱，本章以原理为主、代码为辅，把关键概念一次讲透。
4.1 定时器家族总览
电机控制离不开定时器：有刷电机靠 PWM 占空比调压调速；步进电机靠脉冲个数定位、脉冲频率调速。STM32F407 的定时器全家福：
| 类型 | 定时器 | 计数器 | 计数模式 | 通道 | 互补输出 |
|---|---|---|---|---|---|
| 基本定时器 | TIM6/TIM7 | 16 位 | 递增 | 0 | 无 |
| 通用定时器 | TIM2~TIM5 等 | 16/32 位 | 增/减/中央对齐 | 2~4 | 无 |
| 高级定时器 | TIM1/TIM8 | 16 位 | 增/减/中央对齐 | 4 | 有 |
一句话分工：
基本定时器定节拍（中断/DAC 触发）；通用定时器出 PWM、测频率；高级定时器额外有互补输出 + 死区 + 刹车——专为驱动三相/H 桥功率电路而生。
4.2 基本定时器：时基三兄弟
基本定时器（TIM6/TIM7）最纯粹：一个可编程预分频器 + 16 位递增计数器 + 自动重载寄存器。核心公式只有一个：
溢出周期
原书图 4.2.1.1.1：基本定时器框图：时钟源 → 控制器 → 时基单元
影子寄存器是理解定时器的关键：你写入 PSC/ARR 的只是「缓存」，真正参与比较的是不可直接访问的影子寄存器，它在更新事件时才同步新值。ARR 是否缓冲由 ARPE 位控制。举例：84MHz 时钟想要 500ms 中断——PSC 写 8399（÷8400 → 10kHz），ARR 写 4999（数 5000 个 → 0.5s）。
原书图 4.2.1.3.1：基本定时器中断：CNT 计到 ARR 产生更新事件并归零
中断服务函数必做：
更新标志位 UIF 由硬件置 1，但必须软件清零，否则会反复进中断。
4.3 高级定时器与 PWM 输出
高级定时器 TIM1/TIM8 在时基三兄弟之上增加了：三种计数模式（递增/递减/中央对齐）、特有重复计数器 RCR（溢出 N+1 次才产生一次更新事件，可降低中断频率）、输入捕获、输出比较、死区发生器与断路（刹车）功能。
原书图 4.3.1.1：高级定时器框图：七个部分
原书图 4.3.1.2：三种计数模式下更新事件的发生时机
PWM 的原理一句话：递增计数时拿 CNT 与比较值 CCRx 比——CNT < CCRx 输出一种电平，CNT ≥ CCRx 输出另一种。ARR 决定周期（频率），CCRx 决定占空比：
PWM 频率 占空比
原书图 4.3.3.1：PWM 原理：CNT 与 CCRx 比较，产生可调占空比方波
原书图 4.3.3.2：PWM 模式 1/2 的输出示意
高级定时器注意：
要输出 PWM 必须把 BDTR 寄存器的 MOE 位置 1，否则引脚纹丝不动——这是新手最常见的「为什么没波形」。
4.4 互补输出、死区与刹车
互补输出：CH1N 与 CH1 极性完全相反，一动一静正好驱动 H 桥的两个对角管子。死区则是在两者翻转的瞬间插入一段「都关断」的时间：
原书图 4.3.4.1：互补输出：CH1 与 CH1N 完全反相
原书图 4.3.4.2：带死区的互补输出：翻转瞬间插入死区时间
原书图 4.3.4.3：H 桥简图：Q1Q4 导通正转，Q2Q3 导通反转
为什么必须死区？真实晶体管有关断延迟：若无死区，上管还没完全关断下管已开通，同一桥臂直通短路！死区时间由 CKD[1:0] 与 DTG[7:0] 两位共同决定，三步计算：定 → 按 DTG[7:5] 选公式 → 代入计算。例如 168MHz、CKD=2、DTG=250 时算得约 。
刹车（断路）功能：
BKIN 引脚检测到有效电平时硬件立即清 MOE，PWM 全部输出安全电平——这是电机控制的「紧急刹车」，AOE 置 1 时可在下个更新事件自动恢复。
4.5 输入捕获：给脉冲「量身高」
测脉宽：上升沿到来时把 CNT 锁存到 CCR1，下降沿再锁存一次，两次差值 × 计数周期 = 高电平时间。若脉宽超过溢出周期，还需累计溢出次数：
原书图 4.3.5.1：输入捕获测脉宽：t1 上升沿锁存、t2 下降沿锁存，差值即脉宽
PWM 输入模式更巧：一路信号同时进 CH1 和 CH2，CH1 测上升沿（量周期），CH2 测下降沿（量占空比），两次捕获直接得频率与占空比：
原书图 4.3.6.1：PWM 输入模式工作原理
原书图 4.3.6.2：PWM 输入模式时序：IC1 量周期、IC2 量高电平
输出比较翻转模式：CNT 与 CCR 相等时电平翻转一次，给三个通道设置不同 CCR 就能输出不同相位的 PWM——三相逆变的基础。
4.6 ADC：把模拟世界读进来
F407 有 3 个 12 位逐次逼近型 ADC，19 通道（16 外部 + 内部温度/Vrefint/VBAT）。规则组最多 16 通道（像主程序），注入组最多 4 通道且可打断规则组（像中断）：
原书图 4.4.1.1：ADC 框图：通道 → 规则/注入序列 → 触发 → 转换 → 数据寄存器
原书图 4.4.1.2：VDDA/VREF+/VSSA/VREF- 与输入范围：0~3.3V
原书图 4.4.1.3：注入组可打断规则组，类似中断抢占
转换时间 采样时间 逐次逼近时间（12 位为 12 个 ADC 时钟） 电压
ADC 时钟由 APB2 分频而来，上限 36MHz（例程 84/4=21MHz）。多通道连续采集用 DMA 搬运，避免每个通道都进一次中断——电机电流采样就是这么干的。
4.7 DAC：把数字写出去
12 位电压输出型 DAC，2 通道（PA4/PA5），数据经 DHRx 缓冲进入 DORx 直接控制输出：
输出电压
原书图 4.5.1.1：DAC 通道框图
原书图 4.5.1.2：单通道 8/12 位、左/右对齐三种数据格式
内置噪声/三角波发生器，可自动输出波形；配合定时器触发 + DMA 还能输出任意正弦波（查表搬运）。DAC 转换建立时间典型 3μs，最快约 333K 转换率。
本章与全书的连线：
PWM → 有刷/无刷调速；互补+死区+刹车 → 三相桥驱动；输入捕获 → 测速/测频；编码器接口（第 7 章）→ 测转速；ADC+DMA → 电流/电压采样；这些零件将在后续章节逐一组装成完整的电机控制系统。
1. 84MHz 定时器时钟，想要 500ms 更新中断，PSC 和 ARR 怎么设？
PSC 写 8399（84MHz/8400=10kHz 计数频率），ARR 写 4999（计 5000 个数 = 0.5s）。思路：先定计数频率，再定计数个数。
2. 什么是死区？为什么驱动 H 桥必须要它？
互补输出翻转时插入的两管同时关断时间。真实开关管有关断延迟，无死区会造成同桥臂上下管直通短路，死区时间要按器件特性计算设置。
3. ADC 的规则组和注入组有什么区别？
规则组最多 16 通道像主程序常规执行；注入组最多 4 通道、可以打断规则组的转换，类似中断，适合插入紧急采样（如电流保护）。
4. 高级定时器输出了配置却没波形，最先检查什么？
检查 TIMx_BDTR 的 MOE 位（主输出使能）是否置 1——高级定时器不设 MOE 就不会有 PWM 输出。