有人使用STM32G4系列芯片內(nèi)部的多個定時器做PWM輸出，輸出頻率一樣，占空比也一樣，均為50%。可是，當(dāng)他中途調(diào)整各個定時器以相同的工作參數(shù)，即改變ARR的值和CCR值后，會發(fā)現(xiàn)TIM2和TIM5兩個定時器要比其它定時器延時等待一段長達20s左右的時間后才恢復(fù)正常PWM輸出，覺得頗為奇怪。

該用戶將芯片系統(tǒng)時鐘配置成170MHz,并作為各個片內(nèi)定時器的時鐘源，不做分頻后作為各個計數(shù)器的計數(shù)時鐘。

起初各個定時器的參數(shù)配置如下圖左邊所示內(nèi)容，工作起來后，于某時刻將各個定時器的工作參數(shù)改成下圖右邊所示內(nèi)容。

參數(shù)的修改基本在同一時刻完成，可是修改完各定時器的參數(shù)后，除了TIM2/TIM5的通道外，其它都能及時地基于新參數(shù)產(chǎn)生PWM輸出，TIM2/TIM5的輸出通道竟然會持續(xù)20s左右的低電平后才重新產(chǎn)生基于新參數(shù)的PWM輸出，怪異得很！

我們這里針對他用到的8個定時器來整理一下。8個定時器中除了TIM2/TIM5是32位定時器外，其它都是16位定時器。時鐘源、時基參數(shù)、PWM輸出配置都一樣。另外，他還強調(diào)關(guān)閉了各定時器的ARR和CCR的預(yù)裝功能，就是說針對這兩個寄存器即改即生效。

現(xiàn)在看來，感覺問題跟定時器的位寬有關(guān)。在STM32G4系列芯片里，TIM3是16位TIMER,TIM2是32位TIMER。這里不妨就拿它兩個作為代表做下測試，模擬該用戶的使用場景，看看是否可以重現(xiàn)問題現(xiàn)象。剛開始，兩個定時器使用完全相同的參數(shù)配置。【見下圖】

我在代碼里隨機地修改兩個定時器以相同的參數(shù)，也依然保持跟用戶相同數(shù)據(jù)。測試發(fā)現(xiàn)，很容易遇到修改參數(shù)后，TIM2要延時20多秒后才恢復(fù)PWM輸出的情形。如下圖所示：

結(jié)合上圖示波器輸出截圖，不難看出，針對TIM2/TIM3修改相同工作參數(shù)后，TIM2相對TIM3要延遲一段20多秒的低電平后才恢復(fù)PWM輸出。見紅色長橢圓形所圈出的地方。

其實，如果眼尖細心的人也許發(fā)現(xiàn)修改參數(shù)后，TIM3也保持了一段低電平時間后才做正常PWM輸出，感覺TIM3的PWM輸出也并非即該即生效，只是延時相比TIM2短了不少而已。見下圖黃色箭頭所指位置。

為什么會這樣呢？

我們進一步理一下當(dāng)前定時器的配置情況。現(xiàn)在兩個TIMER除了計數(shù)器位寬不一樣外，其它的具體配置都是完全一樣的。時基參數(shù)一樣，向上計數(shù)模式，PWM1模式，極性選擇為高有效。做PWM輸出時OC端遵循當(dāng)CCR大于CNT時輸出高，否則輸出低電平。顯然，兩個定時器輸出通道的輸出規(guī)則也是一樣的。

那問題到底出在哪里呢？

有個問題我們可能忽略了，那就是我們修改定時器工作參數(shù)【這里就是時基參數(shù)和CCR值】的時間點。假設(shè)現(xiàn)有某定時器處于向上計數(shù)模式、自動重裝值被設(shè)定為ARR_1值后開始計數(shù)工作，然后在如下圖所示某時刻修改ARR值成ARR_2并立即生效。

當(dāng)計數(shù)器計到CNT_x位置時成功修改了ARR的值變?yōu)锳RR_2，此時計數(shù)器繼續(xù)向上計到ARR2后發(fā)生溢出后，重裝0開始新的計數(shù)循環(huán)。 但是，如果新的且生效的ARR值A(chǔ)RR_2比當(dāng)前計數(shù)器值【CNT_x】還小會怎么樣呢？即像下面圖示的樣子：

此時新的ARR值是ARR_2，不再是ARR_1。可此時的計數(shù)器的值CNT_x比新的ARR_2還大，計數(shù)器又是向上計數(shù)模式。此時計數(shù)器如何計數(shù)呢？

計數(shù)器會依然按照現(xiàn)有計數(shù)方向計數(shù)：

對于16位寬度的定時器，它會從CNT_x一直計到0xffff時發(fā)生溢出，再從0開始計數(shù)，計到ARR_2后發(fā)生溢出重裝，這樣周期性地循環(huán)計數(shù)。顯然，如果定時器還做PWM輸出的話，從CNT_x到0xffff這段時間的輸出不是正常的，或者說不是預(yù)期的。

對于32位寬度的定時器，它會從CNT_x一直計到0xffffffff時才發(fā)生溢出，再從0開始計數(shù)，計到ARR_2后發(fā)生溢出重裝，這樣周期性地循環(huán)計數(shù)。同樣，如果定時器還做PWM輸出的話，從CNT_x到0xffffffff這段時間的輸出也不是正常的，或者說不是預(yù)期的。

也就是說，如果針對工作中的定時器中途成功修改ARR，且修改情形符合上面提到的第二種情形時，就會出現(xiàn)一段并不屬于用戶控制或用戶期望的計數(shù)段。自然，這段時間內(nèi)的PWM輸出往往也不是用戶預(yù)期想要的。這段時間的長短取決于計數(shù)器的位寬和計數(shù)時鐘頻率。這個現(xiàn)象不論16位還是32位TIMER都有可能出現(xiàn)，無非時間長短、現(xiàn)象是否明顯罷了。這也解釋了前面16位TIMER和32位TIMER在成功修改ARR后都可能出現(xiàn)一段不受控或說非預(yù)期的計數(shù)時間段。

好，拉回我們前面的模擬測試。在測試中發(fā)生TIM2長時間暫停PWM輸出后才恢復(fù)的情形時，我們可以借助調(diào)試工具，發(fā)現(xiàn)成功修改ARR值時的CNT值要比新的ARR值【11332】大，見下面代碼截圖【圖中數(shù)據(jù)是16機制】：

此時，不論TIM2還是TIM3都要繼續(xù)往上計數(shù)到各自計數(shù)寬度所對應(yīng)的默認計數(shù)最大值后才基于新的ARR值做循環(huán)計數(shù)。在這段繼續(xù)往上計數(shù)的時間段內(nèi)，因為新的CCR值也已經(jīng)生效且總是小于CNT的值，結(jié)合PWM1模式和高有效的極性選擇配置，這段時間自然持續(xù)保持低電平輸出。

前面也說了，是否會出現(xiàn)一段不受控或說非預(yù)期的較長計數(shù)段跟我們修改TIMER工作參數(shù)的時間點有關(guān)系。當(dāng)修改工作參數(shù)時間點符合前面分析的第一種情形，即新的ARR值大于當(dāng)前計數(shù)器值時，是不會出現(xiàn)那段不受控或說非預(yù)期的較長延時的。比如我在測試代碼中，調(diào)整修改時間點如下面情形時，就看不到TIM2需要長時間延時后才輸出PWM的情況。

從上圖中不難看出，成功修改完新的ARR值后，當(dāng)前計數(shù)器的值比新的ARR值小。這時計數(shù)器只需按照原計數(shù)方向計到新的ARR值后溢出重裝，開始循環(huán)計數(shù)。此時也感覺不到PWM輸出的明顯異常，更看不到長時間無PWM輸出的情形。

上面的問題也分析得差不多了，如何避免問題的產(chǎn)生呢？

我們可以開啟ARR寄存器的預(yù)裝功能，這樣就可以避免可能出現(xiàn)一段漫長的非預(yù)期的計數(shù)段。如果不希望開啟ARR寄存器的預(yù)裝功能，而希望隨時修改ARR生效，我們可以在修改定時器的工作參數(shù)后，通過手動方式對TIMER進行復(fù)位，即對TIMER事件發(fā)生寄存器的UG位置1，這樣除了產(chǎn)生定時器更新事件外，計數(shù)器會根據(jù)計數(shù)模式重裝新的計數(shù)初值，若是向下計數(shù)模式，重裝ARR后開始向下計數(shù)，其它模式則重裝0值后開始向上計數(shù)。當(dāng)然，也可以在修改定時器的工作參數(shù)后，直接對CNT賦予0值。

下面代碼截圖示意隨機修改ARR及CCR【此時關(guān)閉了二者的預(yù)裝功能】的情況，每次修改后都讓計數(shù)器從0開始計數(shù)，就完全可以避免可能出現(xiàn)長時間無PWM輸出的情況。

上面的分析都是基于計數(shù)器采用向上計數(shù)模式而言的，如果換了計數(shù)模式，有些描述可能需相應(yīng)做調(diào)整，但基本意思是一樣的。