原创 STM32定时器的预装载寄存器与影子寄存器之间的关系

本文的说明依据STM32参考手册（RM0008）第10版：
英文：http://www.st.com/stonline/products/literature/rm/13902.pdf
中译文：http://www.stmicroelectronics.com.cn/stonline/mcu/images/STM32_RM_CH_V10_1.pdf

在STM32参考手册的第13、14章中，都有一张定时器的框图，下面是第14章中定时器框图的局部，图中黄色框所示的是auto-reload register，在下面的第14.3.2节"Counter Modes"就解释了auto-reload register的用法。

在图中可以看到auto-reload register这个框有一个阴影，有些其它寄存器也有用阴影表示，如我用蓝色标出的Capture/Compare寄存器；有阴影的寄存器，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preload register(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shadow register(影子寄存器)；正如手册上的14.3.1节所说，根据TIMx_CR1寄存器中APRE位的设置，preload register的内容可以随时传送到shadow register，即两者是连通的(permanently)，或者在每一次更新事件(UEV)时才把preload register的内容传送到shadow register。

在图中用红线圈起的一个大写的U和一个向下的箭头，表示对应寄存器的影子寄存器可以在发生更新事件时，被更新为它的preload register的内容；而图中用绿线圈起的部分，表示对应的Autoreload register可以产生一个更新事件(U)或更新事件中断(UI)。

设计preload register和shadow register的好处是，所有真正需要起作用的寄存器(shadow register)可以在同一个时间(发生更新事件时)被更新为所对应的preload register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shadow register，或者preload register和shadow register是直通的，即软件更新preload register时，同时更新了shadow register，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。