技术笔记!
1. 定时器概述(了解)
1.1 软件定时器原理
使用纯软件(CPU死等)的方式实现定时(延时)功能
缺点:1. 延时不准确 2. CPU死等。
1.2 定时器定时原理
1.3 STM32定时器分类
1.4 STM32定时器特性表(F1为例)
可参考芯片数据手册或者各个开发板对应的开发指南
1.5 STM32定时器之间的区别
2. 基本定时器(掌握)
基础定时器 通用定时器 没有输入输出通道,常用作时基,即定时功能
2.1 基本定时器简介(了解)
主要特性:
16位递增计数器(计数值:0~65535)
16位预分频器(分频系数:1~65536)
可用于触发DAC
在更新事件(计数器溢出)时,会产生中断/DMA请求
2.2 基本定时器框图(熟悉)
2.3 定时器计数模式及溢出条件(熟悉)
2.4 定时器中断实验相关寄存器(了解)F1为例
1. TIM6和TIM7控制寄存器1(TIMx_CR1)
2. TIM6 和TIM7 DMA/中断使能寄存器(TIMx_DIER)
3. TIM6 和TIM7 状态寄存器(TIMx_SR)
4. TIM6 和TIM7 计数器(TIMx_CNT)
5. TIM6 和TIM7 预分频器(TIMx_PSC)
6. TIM6 和TIM7 自动重装载寄存器(TIMx_ARR)
2.5 定时器溢出时间计算方法(掌握)
2.6 定时器中断实验配置步骤(掌握)
2.7 基础定时器实验
使用定时器6,实现500ms定时器更新中断,在中断里翻转LED0
btim.c
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "btim.h"TIM_HandleTypeDef g_timx_handle;/* 定时器中断初始化函数 */
void btim_timx_int_init(uint16_t arr, uint16_t psc)
{g_timx_handle.Instance = TIM6; //基地址g_timx_handle.Init.Prescaler = psc; //预分频系数g_timx_handle.Init.Period = arr; //预加载值HAL_TIM_Base_Init(&g_timx_handle); //基础时钟初始化函数HAL_TIM_Base_Start_IT(&g_timx_handle); //使能更新中断并启动计数器}/* 定时器基础MSP初始化函数 */
void HAL_TIM_Base_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if (htim->Instance == TIM6){__HAL_RCC_TIM6_CLK_ENABLE();HAL_NVIC_SetPriority(TIM6_IRQn, 1, 3);HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM6_IRQn);}
}/* 定时器6中断服务函数 */
void TIM6_IRQHandler(void)
{HAL_TIM_IRQHandler(&g_timx_handle);
}/* 定时器溢出中断中断回调函数 */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if (htim->Instance == TIM6){LED0_TOGGLE();}
}
main.c
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/BTIM/btim.h"int main(void)
{HAL_Init(); /* 初始化HAL库 */sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9); /* 设置时钟, 72Mhz */delay_init(72); /* 延时初始化 */led_init(); /* LED初始化 */btim_timx_int_init(5000-1, 7200 -1);/* 10Khz的计数频率,计数5K次为500ms */while(1){ delay_ms(500);}
}
实验小结:
首先通过自定义的中断初始化函数对基础定时器进行初始化,配置定时器句柄结构体的相关成员变量赋值,通过基础时钟初始化函数对基础时钟初始化,通过基础时钟中断并启动计数器函数进行使能该基础时钟,再通过定时器基础msp初始化函数对时钟和中断进行使能及配置,最后通过对应定时器中断服务函数进行中断处理。
3. 通用计时器(掌握)
3.1 通用计时器简介(了解)
主要特性:
16位递增、递减、中心对齐计数器(计数值:0~65535)
16位预分频器(分频系数:1~65536)
可用于触发DAC、ADC 在更新事件、触发事件、输入捕获、输出比较时,会产生中断/DMA请求
4个独立通道,可用于:输入捕获、输出比较、输出PWM、单脉冲模式 使用外部信号控制定时器且可实现多个定时器互连的同步电路 支持编码器和霍尔传感器电路等
3.2 通用定时器框图(熟悉)
3.3 计数器时钟源(掌握)
3.4 通用定时器PWM输出实验(掌握)
脉冲宽度调制(PWM),是英文“Pulse Width Modulation”的缩写,简称脉宽调制,是利用微 处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术
3.4.1 通用定时器输出比较部分框图介绍(熟悉)
3.4.2 通用定时器输出PWM原理(掌握)
让定时器产生PWM, 在计数器频率固定时,PWM 频率或者周期由自动重载寄存(TIMx_ARR)的值决定,其占空 比由捕获/比较寄存器(TIMx_CCRx)的值决定。
当 CNT=CCRx 时,IO 输出高电平(逻辑 1);当 CNT=ARR 时,定时器溢出,CNT 的值被清零,然后继续递增,依次循环。
在这个循环中,改 变 CCRx 的值,就可以改变 PWM 的占空比,改变 ARR 的值,就可以改变 PWM 的频率,这就 是 PWM 输出的原理。
3.4.3 PWM模式(熟悉)
3.4.4 通用定时器PWM输出实验配置步骤(掌握)
相关寄存器讲解:
1. 捕获/比较模式寄存器 1/2(TIMx_CCMR1/2)
TIM2/TIM3/TIM4/TIM5 的捕获/比较模式寄存器(TIMx_CCMR1/2),该寄存器一般有 2 个TIMx _CCMR1 和 TIMx _CCMR2。TIMx_CCMR1 控制 CH1 和 CH2,而 TIMx_CCMR2 控制 CH3 和 CH4。TIMx_CCMR1 寄存器描述如图 21.3.1.1 所示:
2. 捕获/比较使能寄存器(TIMx_CCER)
TIM2/TIM3/TIM4/TIM5 的捕获/比较使能寄存器,该寄存器控制着各个输入输出通道的开 关和极性。TIMx_CCER 寄存器描述如图 21.3.1.2 所示:
3. 捕获/比较寄存器 1/2/3/4(TIMx_CCR1/2/3/4)
捕获/比较寄存器(TIMx_CCR1/2/3/4),该寄存器总共有 4 个,对应 4 个通道 CH1~CH4。 我们使用的是通道 2,所以来看看 TIMx_CCR2 寄存器,描述如图 21.3.1.3 所示
3.4.5 通用定时器PWM输出实验(掌握)
pwm.c
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/PWM/pwm.h"TIM_HandleTypeDef g_timx_pwm_chy_handle;
TIM_OC_InitTypeDef g_timx_oc_pwm_chy_handle;void gtim_timx_pwm_chy_init(uint16_t arr, uint16_t psc)
{g_timx_pwm_chy_handle.Instance = TIM3 ; /* 定时器 x */g_timx_pwm_chy_handle.Init.Prescaler = psc; /* 定时器分频 */g_timx_pwm_chy_handle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;/* 递增计数模式 */g_timx_pwm_chy_handle.Init.Period = arr; /* 自动重装载值 */HAL_TIM_PWM_Init(&g_timx_pwm_chy_handle); /* 初始化 PWM */g_timx_oc_pwm_chy_handle.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1; /* 模式选择 PWM1 *//* 设置比较值,此值用来确定占空比,默认比较值为自动重装载值的一半,即占空比为 50% */g_timx_oc_pwm_chy_handle.Pulse = arr/2;g_timx_oc_pwm_chy_handle.OCPolarity = TIM_OCNPOLARITY_LOW; /* 输出比较极性为低 */HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&g_timx_pwm_chy_handle, &g_timx_oc_pwm_chy_handle, TIM_CHANNEL_2);/* 配置 TIMx 通道 y */HAL_TIM_PWM_Start(&g_timx_pwm_chy_handle, TIM_CHANNEL_2); /*开启 PWM 通道*/}void HAL_TIM_PWM_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if(htim->Instance == TIM3){GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); /* 开启通道 y 的 CPIO 时钟 */__HAL_RCC_TIM3_CLK_ENABLE();gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_5; /* 通道 y 的 CPIO 口 */gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; /* 复用推挽输出 */gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP; /* 上拉 */gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; /* 高速 */HAL_GPIO_Init(GPIOB, &gpio_init_struct);GTIM_TIMX_PWM_CHY_GPIO_REMAP(); /* IO 口 REMAP 设置,设置重映射 */}
}
main.c
int main(void)
{uint16_t ledrpwmval = 0;uint8_t dir = 1;HAL_Init(); /* 初始化HAL库 */sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9); /* 设置时钟, 72Mhz */delay_init(72); /* 延时初始化 */led_init(); /* LED初始化 *//* 72M/72=1M 的计数频率,自动重装载为 500,那么 PWM 频率为 1M/500=2kHZ */gtim_timx_pwm_chy_init(500 - 1, 72 - 1);while(1){ delay_ms(10);if(dir)ledrpwmval++;else ledrpwmval--;if(ledrpwmval > 300)dir = 0;if(ledrpwmval == 0) dir = 1;__HAL_TIM_SET_COMPARE(&g_timx_pwm_chy_handle, TIM_CHANNEL_2,ledrpwmval);}
}
3.5 通用定时器输入捕获实验(掌握)
3.5.1 通用定时器输入捕获部分框图介绍(熟悉)
3.5.2 通用定时器输入捕获脉宽测量原理(掌握)
3.5.3 通用定时器输入捕获实验配置步骤(掌握)
3.5.4 通用定时器输入捕获实验(掌握)
tim.c
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "tim.h"TIM_HandleTypeDef g_timx_cap_chy_handle; /* 定时器x句柄 */
/* 通用定时器通道y 输入捕获 初始化函数 */
void gtim_timx_cap_chy_init(uint16_t arr, uint16_t psc)
{TIM_IC_InitTypeDef timx_ic_cap_chy = {0};g_timx_cap_chy_handle.Instance = TIM5; /* 定时器5 */g_timx_cap_chy_handle.Init.Prescaler = psc; /* 定时器分频 */g_timx_cap_chy_handle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; /* 递增计数模式 */g_timx_cap_chy_handle.Init.Period = arr; /* 自动重装载值 */HAL_TIM_IC_Init(&g_timx_cap_chy_handle);timx_ic_cap_chy.ICPolarity = TIM_ICPOLARITY_RISING; /* 上升沿捕获 */timx_ic_cap_chy.ICSelection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI; /* 映射到TI1上 */timx_ic_cap_chy.ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; /* 配置输入分频,不分频 */timx_ic_cap_chy.ICFilter = 0; /* 配置输入滤波器,不滤波 */HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&g_timx_cap_chy_handle, &timx_ic_cap_chy, TIM_CHANNEL_1); /* 配置TIM5通道1 */__HAL_TIM_ENABLE_IT(&g_timx_cap_chy_handle, TIM_IT_UPDATE); /* 使能更新中断 */HAL_TIM_IC_Start_IT(&g_timx_cap_chy_handle, TIM_CHANNEL_1); /* 开始捕获TIM5的通道1 */
}/* 定时器 输入捕获 MSP初始化函数 */
void HAL_TIM_IC_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if(htim->Instance == TIM5) /*输入通道捕获*/{ GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct; __HAL_RCC_TIM5_CLK_ENABLE(); /* 使能TIM5时钟 */__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); /* 开启捕获IO的时钟 */gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_0; gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; /* 复用推挽输出 */gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLDOWN; /* 下拉 */gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; /* 高速 */HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio_init_struct);HAL_NVIC_SetPriority(TIM5_IRQn, 1, 3); /* 抢占1,子优先级3 */HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM5_IRQn); /* 开启ITMx中断 */}
}/* 输入捕获状态(g_timxchy_cap_sta)* [7] :0,没有成功的捕获;1,成功捕获到一次.* [6] :0,还没捕获到高电平;1,已经捕获到高电平了.* [5:0]:捕获高电平后溢出的次数,最多溢出63次,所以最长捕获值 = 63*65536 + 65535 = 4194303* 注意:为了通用,我们默认ARR和CCRy都是16位寄存器,对于32位的定时器(如:TIM5),也只按16位使用* 按1us的计数频率,最长溢出时间为:4194303 us, 约4.19秒** (说明一下:正常32位定时器来说,1us计数器加1,溢出时间:4294秒)*/uint8_t g_timxchy_cap_sta = 0; /* 输入捕获状态 */
uint16_t g_timxchy_cap_val = 0; /* 输入捕获值 *//* 定时器5中断服务函数 */
void TIM5_IRQHandler(void)
{HAL_TIM_IRQHandler(&g_timx_cap_chy_handle); /* 定时器HAL库共用处理函数 */
}/* 定时器输入捕获中断处理回调函数 */
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if(htim->Instance == TIM5){if ((g_timxchy_cap_sta & 0X80) == 0) /* 还没有成功捕获 */{ if(g_timxchy_cap_sta & 0X40) /* 捕获到一个下降沿 */{ g_timxchy_cap_sta |= 0X80; /* 标记成功捕获到一次高电平脉宽 */g_timxchy_cap_val = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&g_timx_cap_chy_handle,TIM_CHANNEL_1); /* 获取当前的捕获值 */TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&g_timx_cap_chy_handle,TIM_CHANNEL_1); /* 一定要先清除原来的设置 */TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&g_timx_cap_chy_handle,TIM_CHANNEL_1, TIM_ICPOLARITY_FALLING); /* 配置TIM5通道1上升沿捕获 */__HAL_TIM_ENABLE(&g_timx_cap_chy_handle); /* 使能定时器5 */}}}
}/* 定时器更新中断回调函数 */
void HAL_TIM_PeriorElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if(htim->Instance == TIM5){if((g_timxchy_cap_sta & 0X80) == 0) /* 还未成功捕获 */{ if(g_timxchy_cap_sta & 0X40) /* 已经捕获到高电平了 */{ if((g_timxchy_cap_sta & 0X3F) == 0X3F) /* 高电平太长了 */{TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&g_timx_cap_chy_handle,TIM_CHANNEL_1); /* 一定要先清除原来的设置 */TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&g_timx_cap_chy_handle,TIM_CHANNEL_1, TIM_ICPOLARITY_FALLING); /* 配置TIM5通道1上升沿捕获 */g_timxchy_cap_sta |= 0x80; /* 标记成功捕获了一次 */g_timxchy_cap_val = 0XFFFF;}else /* 累计定时器溢出次数 */{g_timxchy_cap_sta++;}}}}
}
main.c
extern uint8_t g_timxchy_cap_sta; /* 输入捕获状态 */
extern uint16_t g_timxchy_cap_val; /* 输入捕获值 */int main(void)
{uint32_t temp = 0;uint8_t t = 0;HAL_Init(); /* 初始化HAL库 */sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9); /* 设置时钟, 72Mhz */delay_init(72); /* 延时初始化 */led_init(); /* LED初始化 */gtim_timx_cap_chy_init(0XFFFF, 72 - 1); /* 以1Mhz的频率计数 捕获 */while(1){ if (g_timxchy_cap_sta & 0X80) /* 成功捕获到了一次高电平 */{temp = g_timxchy_cap_sta & 0X3F;temp *= 65536; /* 溢出时间总和 */temp += g_timxchy_cap_val; /* 得到总的高电平时间 */printf("HIGH:%d us\r\n", temp); /* 打印总的高点平时间 */g_timxchy_cap_sta = 0; /* 开启下一次捕获*/}t++;if (t > 20) /* 200ms进入一次 */{t = 0;LED0_TOGGLE(); /* LED0闪烁 ,提示程序运行 */}delay_ms(10);}
}
3.6 通用定时器脉冲计数实验(掌握)
3.6.1 脉冲计数实验原理(熟悉)
3.6.2 通用定时器脉冲计数实验配置步骤(掌握)
3.6.3 通用定时器脉冲计数实验(掌握)
tim.c
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "tim.h"TIM_HandleTypeDef g_timx_cnt_chy_handle; /* 定时器x句柄 *//* 通用定时器通道y 脉冲计数 初始化函数 */
void gtim_timx_cnt_chy_init(uint16_t psc)
{TIM_SlaveConfigTypeDef tim_salve_config = {0};g_timx_cnt_chy_handle.Instance = TIM2;g_timx_cnt_chy_handle.Init.Prescaler = psc;g_timx_cnt_chy_handle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;g_timx_cnt_chy_handle.Init.Period = 65535;HAL_TIM_IC_Init(&g_timx_cnt_chy_handle);tim_salve_config.SlaveMode = TIM_SLAVEMODE_EXTERNAL1;tim_salve_config.InputTrigger = TIM_TS_TI1F_ED;tim_salve_config.TriggerPolarity = TIM_TRIGGERPOLARITY_RISING;tim_salve_config.TriggerFilter = 0;HAL_TIM_SlaveConfigSynchro(&g_timx_cnt_chy_handle, &tim_salve_config);HAL_TIM_IC_Start(&g_timx_cnt_chy_handle, TIM_CHANNEL_1);
}/* 定时器 输入捕获 MSP初始化函数 */
void HAL_TIM_IC_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if(htim->Instance == TIM2){GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();__HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_0;gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; /* 推挽式复用功能 */gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLDOWN; /* 下拉 */gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; /* 高速 */HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio_init_struct);}}
key.c
#include "key.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"/*按键初始化函数*/void key_init(void)
{GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;KEY0_GPIO_CLK_ENABLE(); /* KEY0时钟使能 */KEY1_GPIO_CLK_ENABLE(); /* KEY1时钟使能 */WKUP_GPIO_CLK_ENABLE(); /* WKUP时钟使能 */gpio_init_struct.Pin = KEY0_GPIO_PIN; /* KEY0引脚 */gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; /* 输入 */gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP; /* 上拉 */gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; /* 高速 */HAL_GPIO_Init(KEY0_GPIO_PORT, &gpio_init_struct); /* KEY0引脚模式设置,上拉输入 */gpio_init_struct.Pin = KEY1_GPIO_PIN; /* KEY1引脚 */gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; /* 输入 */gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP; /* 上拉 */gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; /* 高速 */HAL_GPIO_Init(KEY1_GPIO_PORT, &gpio_init_struct); /* KEY1引脚模式设置,上拉输入 */gpio_init_struct.Pin = WKUP_GPIO_PIN; /* WKUP引脚 */gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; /* 输入 */gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLDOWN; /* 下拉 */gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; /* 高速 */HAL_GPIO_Init(WKUP_GPIO_PORT, &gpio_init_struct); /* WKUP引脚模式设置,下拉输入 */}/*** @brief 按键扫描函数* @note 该函数有响应优先级(同时按下多个按键): WK_UP > KEY1 > KEY0!!* @param mode:0 / 1, 具体含义如下:* @arg 0, 不支持连续按(当按键按下不放时, 只有第一次调用会返回键值,* 必须松开以后, 再次按下才会返回其他键值)* @arg 1, 支持连续按(当按键按下不放时, 每次调用该函数都会返回键值)* @retval 键值, 定义如下:* KEY0_PRES, 1, KEY0按下* KEY1_PRES, 2, KEY1按下* WKUP_PRES, 4, WKUP按下*/
uint8_t key_scan(uint8_t mode)
{static uint8_t key_up = 1; /* 按键按松开标志 */uint8_t keyval = 0;if (mode) key_up = 1; /* 支持连按 */if (key_up && (KEY0 == 0 || KEY1 == 0 || WK_UP == 1)) /* 按键松开标志为1, 且有任意一个按键按下了 */{delay_ms(10); /* 去抖动 */key_up = 0;if (KEY0 == 0) keyval = KEY0_PRES;if (KEY1 == 0) keyval = KEY1_PRES;if (WK_UP == 1) keyval = WKUP_PRES;}else if (KEY0 == 1 && KEY1 == 1 && WK_UP == 0) /* 没有任何按键按下, 标记按键松开 */{key_up = 1;}return keyval; /* 返回键值 */
}
main.c
extern TIM_HandleTypeDef g_timx_cnt_chy_handle; /* 定时器x句柄 */int main(void)
{uint16_t curcnt;uint16_t oldcnt;uint8_t key;uint8_t t = 0;HAL_Init(); /* 初始化HAL库 */sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9); /* 设置时钟, 72Mhz */delay_init(72); /* 延时初始化 */usart_init(115200); /* 串口初始化为115200 */led_init(); /* LED初始化 */key_init(); /* 初始化按键 */gtim_timx_cnt_chy_init(0);while(1){ key = key_scan(0);if(key == KEY0_PRES){__HAL_TIM_SET_COUNTER(&g_timx_cnt_chy_handle, 0);}curcnt = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&g_timx_cnt_chy_handle);if(oldcnt != curcnt){oldcnt = curcnt;printf("CNT:%d\r\n", oldcnt);}t++;if(t > 20){t = 0;LED0_TOGGLE();}delay_ms(10);}
}
4. 高级定时器 (掌握)
4.1 高级定时器简介(了解)
主要特性:
16位递增、递减、中心对齐计数器(计数值:0~65535)
16位预分频器(分频系数:1~65536)
可用于触发DAC、ADC
在更新事件、触发事件、输入捕获、输出比较时,会产生中断/DMA请求
4个独立通道,可用于:输入捕获、输出比较、输出PWM、单脉冲模式
使用外部信号控制定时器且可实现多个定时器互连的同步电路
支持编码器和霍尔传感器电路等
重复计数器
死区时间带可编程的互补输出
断路输入,用于将定时器的输出信号置于用户可选的安全配置中
4.2 高级定时器框图(熟悉)
4.3 高级定时器输出指定个数PWM实验(掌握)
4.3.1 重复计数器特性(熟悉)
4.3.2 高级定时器输出指定个数PWM实验原理(掌握)
4.3.3 高级定时器输出指定个数PWM实验配置步骤(掌握)
相关寄存器:
1. 控制寄存器 1(TIMx_CR1)
2. 捕获/比较模式寄存器 1/2(TIMx_CCMR1/2)
3. 捕获/比较使能寄存器(TIMx_ CCER)
4. 事件产生寄存器(TIMx_ EGR)
5. 重复计数器寄存器(TIMx_ RCR)
重复计数器寄存器用于设置重复计数器值,因为它具有影子寄存器,所以它本身只是起缓 冲作用。
6. 断路和死区寄存器(TIMx_ BDTR)
7. 捕获/比较寄存器 1/2/3/4(TIMx_CCR1/2/3/4)
4.3.4 实战
gtim.c
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "tim.h"TIM_HandleTypeDef g_timx_npwm_chy_handle; /* 定时器x句柄 */static uint8_t g_npwm_remain = 0;/* 高级定时器TIMX 通道Y 输出指定个数PWM 初始化函数 */void atim_timx_npwm_chy_init(uint16_t arr, uint16_t psc){TIM_OC_InitTypeDef timx_oc_npwm_chy = {0};g_timx_npwm_chy_handle.Instance = TIM8; /* 定时器x */g_timx_npwm_chy_handle.Init.Prescaler = psc; /* 定时器分频 */g_timx_npwm_chy_handle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; /* 递增计数模式 */g_timx_npwm_chy_handle.Init.Period = arr; /* 自动重装载值 */g_timx_npwm_chy_handle.Init.RepetitionCounter = 0; /* 重复计数器初始值 */HAL_TIM_PWM_Init(&g_timx_npwm_chy_handle); /* 初始化PWM */timx_oc_npwm_chy.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1; /* 模式选择PWM 1*/timx_oc_npwm_chy.Pulse = arr / 2; /* 设置比较值,此值用来确定占空比 *//* 这里默认设置比较值为自动重装载值的一半,即占空比为50% */timx_oc_npwm_chy.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH; /* 输出比较极性为高 */HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&g_timx_npwm_chy_handle, &timx_oc_npwm_chy, TIM_CHANNEL_1);__HAL_TIM_ENABLE_IT(&g_timx_npwm_chy_handle, TIM_IT_UPDATE);HAL_TIM_PWM_Start(&g_timx_npwm_chy_handle, TIM_CHANNEL_1);}/* 定时器 PWM输出 MSP初始化函数 */void HAL_TIM_PWM_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if (htim->Instance == TIM8){GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();__HAL_RCC_TIM8_CLK_ENABLE();gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_6;gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; /* 推挽式复用功能 */gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP; /* 上拉 */gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; /* 高速 */HAL_GPIO_Init(GPIOC, &gpio_init_struct);HAL_NVIC_SetPriority(TIM8_UP_IRQn, 1, 3);HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM8_UP_IRQn);}
}/* 高级定时器TIMX NPWM设置PWM个数函数 */
void atim_timx_npwm_chy_set(uint8_t npwm)
{if(npwm == 0) return;g_npwm_remain = npwm;HAL_TIM_GenerateEvent(&g_timx_npwm_chy_handle, TIM_EVENTSOURCE_UPDATE);__HAL_TIM_ENABLE(&g_timx_npwm_chy_handle);
}/* 定时器8中断服务函数 */
void TIM8_UP_IRQHandler(void)
{HAL_TIM_IRQHandler(&g_timx_npwm_chy_handle);
}/* 定时器更新中断回调函数 */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if (htim->Instance == TIM8){if(g_npwm_remain){TIM8->RCR = g_npwm_remain - 1;HAL_TIM_GenerateEvent(&g_timx_npwm_chy_handle, TIM_EVENTSOURCE_UPDATE);__HAL_TIM_ENABLE(&g_timx_npwm_chy_handle);g_npwm_remain = 0;}else{TIM8->CR1 &= ~(1 << 0);}}
}
main.c
extern TIM_HandleTypeDef g_timx_cnt_chy_handle; /* 定时器x句柄 */int main(void)
{uint8_t key;uint8_t t = 0;GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;HAL_Init(); /* 初始化HAL库 */sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9); /* 设置时钟, 72Mhz */delay_init(72); /* 延时初始化 */usart_init(115200); /* 串口初始化为115200 */led_init(); /* LED初始化 */key_init(); /* 初始化按键 *//* 把PE5设置为输入,避免与PC6冲突 */__HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_5;gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; /* 输入 */gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP; /* 上拉 */gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; /* 高速 */HAL_GPIO_Init(GPIOE, &gpio_init_struct);atim_timx_npwm_chy_init(5000 - 1, 7200 - 1);atim_timx_npwm_chy_set(5);while (1){key = key_scan(0);if(key == KEY0_PRES){atim_timx_npwm_chy_set(6);}t++;delay_ms(10);if (t > 50) /* 控制LED0闪烁, 提示程序运行状态 */{t = 0;LED0_TOGGLE();}}
}
4.4 高级定时器输出比较模式实验(掌握)
4.4.1 高级定时器输出比较模式实验原理(掌握)
总结:PWM波周期或频率由ARR决定,占空比固定50%,相位由CCRx决定
4.4.2 高级定时器输出比较模式实验配置步骤(掌握)
4.4.3 ,编程实战:高级定时器输出比较模式实验(掌握)
tim.c
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "tim.h"/**
* @brief 高级定时器 TIMX 输出比较模式 初始化函数(使用输出比较模式)
* @note
* 配置高级定时器 TIMX 4 路输出比较模式 PWM 输出,实现 50%占空比,不同相位控制
* 注意,本例程输出比较模式,每 2 个计数周期才能完成一个 PWM 输出,因此输出频率减半
* 另外,我们还可以开启中断在中断里面修改 CCRx,从而实现不同频率/不同相位的控制
* 但是我们不推荐这么使用,因为这可能导致非常频繁的中断,从而占用大量 CPU 资源
*
* 高级定时器的时钟来自 APB2, 而 PCLK2 = 72Mhz, 我们设置 PPRE2 不分频, 因此
* 高级定时器时钟 = 72Mhz
* 定时器溢出时间计算方法: Tout = ((arr + 1) * (psc + 1)) / Ft us.
* Ft=定时器工作频率,单位:Mhz
* @param arr: 自动重装值。
* @param psc: 时钟预分频数
* @retval 无
*/
TIM_HandleTypeDef g_timx_comp_pwm_handle;void atim_timx_comp_pwm_init(uint16_t arr, uint16_t psc)
{TIM_OC_InitTypeDef timx_oc_comp_pwm = {0};TIM_OC_InitTypeDef tim_oc_handle = {0};g_timx_comp_pwm_handle.Instance = ATIM_TIMX_COMP; /* 定时器 x */g_timx_comp_pwm_handle.Init.Prescaler = psc ; /* 定时器分频 */g_timx_comp_pwm_handle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;/* 递增计数 */g_timx_comp_pwm_handle.Init.Period = arr; /* 自动重装载值 */g_timx_comp_pwm_handle.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE; /* 使能影子寄存器 TIMx_ARR */HAL_TIM_OC_Init(&g_timx_comp_pwm_handle); /* 输出比较模式初始化 */timx_oc_comp_pwm.OCMode = TIM_OCMODE_TOGGLE; /* 比较输出模式翻转功能 */timx_oc_comp_pwm.Pulse = 250 - 1; /* 设置输出比较寄存器的值 */timx_oc_comp_pwm.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;/* 输出比较极性为高 */HAL_TIM_OC_ConfigChannel(&g_timx_comp_pwm_handle, &timx_oc_comp_pwm, \TIM_CHANNEL_1); /* 初始化定时器的输出比较通道 1 *//* CCR1 寄存器预装载使能 */__HAL_TIM_ENABLE_OCxPRELOAD(&g_timx_comp_pwm_handle, TIM_CHANNEL_1);tim_oc_handle.Pulse = 500;HAL_TIM_OC_ConfigChannel(&g_timx_comp_pwm_handle, &tim_oc_handle, \TIM_CHANNEL_2); /* 初始化定时器的输出比较通道 2 *//* CCR2 寄存器预装载使能 */__HAL_TIM_ENABLE_OCxPRELOAD(&g_timx_comp_pwm_handle, TIM_CHANNEL_2);tim_oc_handle.Pulse = 750;HAL_TIM_OC_ConfigChannel(&g_timx_comp_pwm_handle, &tim_oc_handle,TIM_CHANNEL_3); /* 初始化定时器的输出比较通道 3 *//* CCR3 寄存器预装载使能 */__HAL_TIM_ENABLE_OCxPRELOAD(&g_timx_comp_pwm_handle, TIM_CHANNEL_3);tim_oc_handle.Pulse = 1000;HAL_TIM_OC_ConfigChannel(&g_timx_comp_pwm_handle, &tim_oc_handle,TIM_CHANNEL_4); /* 初始化定时器的输出比较通道 4 *//* CCR4 寄存器预装载使能 */ __HAL_TIM_ENABLE_OCxPRELOAD(&g_timx_comp_pwm_handle, TIM_CHANNEL_4);HAL_TIM_OC_Start(&g_timx_comp_pwm_handle, TIM_CHANNEL_1);HAL_TIM_OC_Start(&g_timx_comp_pwm_handle, TIM_CHANNEL_2);HAL_TIM_OC_Start(&g_timx_comp_pwm_handle, TIM_CHANNEL_3);HAL_TIM_OC_Start(&g_timx_comp_pwm_handle, TIM_CHANNEL_4);}/**
* @brief 定时器底层驱动,时钟使能,引脚配置此函数会被 HAL_TIM_OC_Init()调用
* @param htim:定时器句柄
* @retval 无
*/
void HAL_TIM_OC_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if (htim->Instance == ATIM_TIMX_COMP){GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;ATIM_TIMX_COMP_CLK_ENABLE();ATIM_TIMX_COMP_CH1_GPIO_CLK_ENABLE();ATIM_TIMX_COMP_CH2_GPIO_CLK_ENABLE();ATIM_TIMX_COMP_CH3_GPIO_CLK_ENABLE();ATIM_TIMX_COMP_CH4_GPIO_CLK_ENABLE();gpio_init_struct.Pin = ATIM_TIMX_COMP_CH1_GPIO_PIN;gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;gpio_init_struct.Pull = GPIO_NOPULL;gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;HAL_GPIO_Init(ATIM_TIMX_COMP_CH1_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);gpio_init_struct.Pin = ATIM_TIMX_COMP_CH2_GPIO_PIN;HAL_GPIO_Init(ATIM_TIMX_COMP_CH2_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);gpio_init_struct.Pin = ATIM_TIMX_COMP_CH3_GPIO_PIN;HAL_GPIO_Init(ATIM_TIMX_COMP_CH3_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);gpio_init_struct.Pin = ATIM_TIMX_COMP_CH4_GPIO_PIN;HAL_GPIO_Init(ATIM_TIMX_COMP_CH4_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);}}
mian.c
int main(void)
{uint8_t t = 0;HAL_Init(); /* 初始化HAL库 */sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9); /* 设置时钟, 72Mhz */delay_init(72); /* 延时初始化 */usart_init(115200); /* 串口初始化为115200 */led_init(); /* LED初始化 */atim_timx_comp_pwm_init(1000 - 1, 72 - 1); /* 1Mhz 的计数频率 1Khz 的周期. */ATIM_TIMX_COMP_CH1_CCRX = 250 - 1; /* 通道 1 相位 25% */ATIM_TIMX_COMP_CH2_CCRX = 500 - 1; /* 通道 2 相位 50% */ATIM_TIMX_COMP_CH3_CCRX = 750 - 1; /* 通道 3 相位 75% */ATIM_TIMX_COMP_CH4_CCRX = 1000 - 1; /* 通道 4 相位 100% */while (1){delay_ms(10);t++;if (t >= 20){LED0_TOGGLE(); /* LED0(RED)闪烁 */t = 0;}}}
4.5 高级定时器互补输出带死区控制实验(掌握)
4.5.1 互补输出,还带死区控制,什么意思?(了解)
上图中,CH1 输出黄色的 PWM,它的互补通道 CH1N 输出绿色的 PWM。通过对比,可以 知道这两个 PWM 刚好是反过来的,CH1 的 PWM 为高电平期间,CH1N 的 PWM 则是低电平, 反之亦然,这就是互补输出。
4.5.2 带死区控制的互补输出应用之H桥(了解)
4.5.3 捕获/比较通道的输出部分(通道1至3)(熟悉)
4.5.4 死区时间计算(掌握)
4.5.5 刹车(断路)功能(熟悉)
4.5.6 高级定时器互补输出带死区控制实验配置步骤(掌握)
4.5.7 编程实战:高级定时器互补输出带死区控制实验(掌握)
tim.c
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "tim.h"/* @brief 高级定时器 TIMX 互补输出 初始化函数(使用 PWM 模式 1)
* @note
* 配置高级定时器 TIMX 互补输出, 一路 OCy 一路 OCyN, 并且可以设置死区时间
*
* 高级定时器的时钟来自 APB2, 而 PCLK2 = 72Mhz, 我们设置 PPRE2 不分频, 因此
* 高级定时器时钟 = 72Mhz
* 定时器溢出时间计算方法: Tout = ((arr + 1) * (psc + 1)) / Ft us.
* Ft=定时器工作频率,单位:Mhz
*
* @param arr: 自动重装值。
* @param psc: 时钟预分频数
* @retval 无
*/TIM_OC_InitTypeDef tim_oc_cplm_pwm;
TIM_HandleTypeDef g_timx_cplm_pwm_handle;
TIM_BreakDeadTimeConfigTypeDef g_sbreak_dead_time_config;void atim_timx_cplm_pwm_init(uint16_t arr, uint16_t psc)
{GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct = {0};TIM_OC_InitTypeDef tim_oc_cplm_pwm = {0};ATIM_TIMX_CPLM_CLK_ENABLE(); /* TIMx 时钟使能 */ATIM_TIMX_CPLM_CHY_GPIO_CLK_ENABLE(); /* 通道 X 对应 IO 口时钟使能 */ATIM_TIMX_CPLM_CHYN_GPIO_CLK_ENABLE(); /* 通道 X 互补通道对应 IO 口时钟使能 */ATIM_TIMX_CPLM_BKIN_GPIO_CLK_ENABLE(); /* 通道 X 刹车输入对应 IO 口时钟使能 */gpio_init_struct.Pin = ATIM_TIMX_CPLM_CHY_GPIO_PIN;gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP;gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH ;HAL_GPIO_Init(ATIM_TIMX_CPLM_CHY_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);gpio_init_struct.Pin = ATIM_TIMX_CPLM_CHYN_GPIO_PIN;HAL_GPIO_Init(ATIM_TIMX_CPLM_CHYN_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);gpio_init_struct.Pin = ATIM_TIMX_CPLM_BKIN_GPIO_PIN;HAL_GPIO_Init(ATIM_TIMX_CPLM_BKIN_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);/* 重映射定时器 IO */__HAL_RCC_AFIO_CLK_ENABLE();__HAL_AFIO_REMAP_TIM1_ENABLE();g_timx_cplm_pwm_handle.Instance = ATIM_TIMX_CPLM; /* 定时器 x */g_timx_cplm_pwm_handle.Init.Prescaler = psc; /* 定时器预分频系数 */g_timx_cplm_pwm_handle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;/* 递增计数 */g_timx_cplm_pwm_handle.Init.Period = arr; /* 自动重装载值 *//* CKD[1:0] = 10, tDTS = 4 * tCK_INT = Ft / 4 = 18Mhz */g_timx_cplm_pwm_handle.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV4;g_timx_cplm_pwm_handle.Init.AutoReloadPreload =\TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE; /* 使能影子寄存器 TIMx_ARR */HAL_TIM_PWM_Init(&g_timx_cplm_pwm_handle);tim_oc_cplm_pwm.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1; /* PWM 模式 1 */tim_oc_cplm_pwm.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_LOW; /* OCy 低电平有效 */tim_oc_cplm_pwm.OCNPolarity = TIM_OCNPOLARITY_LOW; /* OCyN 低电平有效 */tim_oc_cplm_pwm.OCIdleState = TIM_OCIDLESTATE_SET; /* 当 MOE=0,OCx=1 */tim_oc_cplm_pwm.OCNIdleState = TIM_OCNIDLESTATE_SET;/* 当 MOE=0,OCxN=1 */HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&g_timx_cplm_pwm_handle, &tim_oc_cplm_pwm,ATIM_TIMX_CPLM_CHY);/* 设置死区参数,开启死区中断 *//* 运行模式的关闭输出状态 */g_sbreak_dead_time_config.OffStateRunMode = TIM_OSSR_DISABLE; /* 空闲模式的关闭输出状态 */g_sbreak_dead_time_config.OffStateIDLEMode = TIM_OSSI_DISABLE; g_sbreak_dead_time_config.LockLevel = TIM_LOCKLEVEL_OFF;/* 不用寄存器锁功能 */g_sbreak_dead_time_config.BreakState = TIM_BREAK_ENABLE;/* 使能刹车输入 *//* 刹车输入有效信号极性为高 */g_sbreak_dead_time_config.BreakPolarity = TIM_BREAKPOLARITY_HIGH; /* 使能 AOE 位,允许刹车结束后自动恢复输出 */g_sbreak_dead_time_config.AutomaticOutput = TIM_AUTOMATICOUTPUT_ENABLE;HAL_TIMEx_ConfigBreakDeadTime(&g_timx_cplm_pwm_handle,&g_sbreak_dead_time_config);/* 使能 OCy 输出 */HAL_TIM_PWM_Start(&g_timx_cplm_pwm_handle, ATIM_TIMX_CPLM_CHY);/* 使能 OCyN 输出 */HAL_TIMEx_PWMN_Start(&g_timx_cplm_pwm_handle, ATIM_TIMX_CPLM_CHY);
}/**
* @brief 定时器 TIMX 设置输出比较值 & 死区时间
* @param ccr: 输出比较值
* @param dtg: 死区时间
* @arg dtg[7:5]=0xx 时, 死区时间 = dtg[7:0] * tDTS
* @arg dtg[7:5]=10x 时, 死区时间 = (64 + dtg[6:0]) * 2 * tDTS
* @arg dtg[7:5]=110 时, 死区时间 = (32 + dtg[5:0]) * 8 * tDTS
* @arg dtg[7:5]=111 时, 死区时间 = (32 + dtg[5:0]) * 16 * tDTS
* @note tDTS = 1 / (Ft / CKD[1:0]) = 1 / 18M = 55.56ns
* @retval 无
*/
void atim_timx_cplm_pwm_set(uint16_t ccr, uint8_t dtg)
{g_sbreak_dead_time_config.DeadTime = dtg; /* 死区时间设置 */HAL_TIMEx_ConfigBreakDeadTime(&g_timx_cplm_pwm_handle,&g_sbreak_dead_time_config); /*重设死区时间*/__HAL_TIM_MOE_ENABLE(&g_timx_cplm_pwm_handle); /* MOE=1,使能主输出 */ATIM_TIMX_CPLM_CHY_CCRY = ccr; /* 设置比较寄存器 */
}
tim.h
#ifndef __TIM_H__
#define __TIM_H__#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "stm32f1xx_hal_gpio_ex.h"/* TIMX 互补输出模式 定义
* 这里设置互补输出相关硬件配置, CHY 即正常输出, CHYN 即互补输出
* 修改 CCRx 可以修改占空比.
* 默认是针对 TIM1
* 注意: 通过修改这些宏定义,可以支持 TIM1/TIM8 定时器, 任意一个 IO 口输出互补 PWM(前提是必须有
互补输出功能)
*/
/* 输出通道引脚 */
#define ATIM_TIMX_CPLM_CHY_GPIO_PORT GPIOE
#define ATIM_TIMX_CPLM_CHY_GPIO_PIN GPIO_PIN_9
#define ATIM_TIMX_CPLM_CHY_GPIO_CLK_ENABLE() do{ __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE(); \
}while(0) /* PE 口时钟使能 */
/* 互补输出通道引脚 */
#define ATIM_TIMX_CPLM_CHYN_GPIO_PORT GPIOE
#define ATIM_TIMX_CPLM_CHYN_GPIO_PIN GPIO_PIN_8
#define ATIM_TIMX_CPLM_CHYN_GPIO_CLK_ENABLE() do{ __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();\
}while(0) /* PE 口时钟使能 */
/* 刹车输入引脚 */
#define ATIM_TIMX_CPLM_BKIN_GPIO_PORT GPIOE
#define ATIM_TIMX_CPLM_BKIN_GPIO_PIN GPIO_PIN_15
#define ATIM_TIMX_CPLM_BKIN_GPIO_CLK_ENABLE() do{ __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();\
}while(0) /* PE 口时钟使能 *//* TIMX REMAP 设置
* 因为 PE8/PE9/PE15, 默认并不是 TIM1 的复用功能脚, 必须开启完全重映射, 才可以将:
TIM1_CH1->PE9; TIM1_CH1N->PE8; TIM1_BKIN->PE15;
* 这样, PE8/PE9/PE15, 才能用作 TIM1 的 CH1N/CH1/BKIN 功能.
* 因此必须实现 ATIM_TIMX_CPLM_CHYN_GPIO_REMAP, 通过 sys_gpio_remap_set 函数设置重映射
* 如果我们使用默认的复用功能输出, 则不用设置重映射, 是可以不需要该函数的! 根据具体需要来实现.
*//* 互补输出使用的定时器 */
#define ATIM_TIMX_CPLM TIM1
#define ATIM_TIMX_CPLM_CHY TIM_CHANNEL_1
#define ATIM_TIMX_CPLM_CHY_CCRY ATIM_TIMX_CPLM->CCR1
#define ATIM_TIMX_CPLM_CLK_ENABLE() do{ __HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE(); }while(0) void atim_timx_cplm_pwm_set(uint16_t ccr, uint8_t dtg);
void atim_timx_cplm_pwm_init(uint16_t arr, uint16_t psc);#endif
main.c
int main(void)
{uint8_t t = 0;HAL_Init(); /* 初始化HAL库 */sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9); /* 设置时钟, 72Mhz */delay_init(72); /* 延时初始化 */usart_init(115200); /* 串口初始化为115200 */led_init(); /* LED初始化 */atim_timx_cplm_pwm_init(1000 - 1, 72 - 1); /* 1Mhz 的计数频率 1Khz 的周期. */atim_timx_cplm_pwm_set(300, 100); /* 占空比:7:3, 死区时间 100*tDTS */while (1){delay_ms(10);t++;if (t >= 20){LED0_TOGGLE(); /* LED0(RED)闪烁 */t = 0;}}
}
4.6 高级定时器PWM输入模式实验(掌握)
4.6.1 PWM输入模式工作原理(熟悉)
4.6.2 PWM输入模式时序(熟悉)
4.6.3 高级定时器PWM输入模式实验配置步骤(掌握)
4.6.4 编程实战:高级定时器PWM输入模式实验(掌握)
tim.c
#include "./BSP/TIMER/atim.h"TIM_HandleTypeDef g_timx_pwmin_chy_handle; /* 定时器x句柄 *//* PWM输入状态(g_timxchy_cap_sta)* 0,没有成功捕获.* 1,已经成功捕获了*/
uint8_t g_timxchy_pwmin_sta = 0; /* PWM输入状态 */
uint16_t g_timxchy_pwmin_psc = 0; /* PWM输入分频系数 */
uint32_t g_timxchy_pwmin_hval = 0; /* PWM的高电平脉宽 */
uint32_t g_timxchy_pwmin_cval = 0; /* PWM的周期宽度 *//* PWM输入模式 初始化函数,采样时钟频率为72Mhz,精度约13.8ns */
void atim_timx_pwmin_chy_init(void)
{TIM_SlaveConfigTypeDef slave_config = {0};TIM_IC_InitTypeDef tim_ic_pwmin_chy = {0};g_timx_pwmin_chy_handle.Instance = TIM8; /* 定时器8 */g_timx_pwmin_chy_handle.Init.Prescaler = 0; /* 定时器预分频系数 */g_timx_pwmin_chy_handle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; /* 递增计数模式 */g_timx_pwmin_chy_handle.Init.Period = 65535; /* 自动重装载值 */HAL_TIM_IC_Init(&g_timx_pwmin_chy_handle);/* 从模式配置,IT1触发更新 */slave_config.SlaveMode = TIM_SLAVEMODE_RESET; /* 从模式:复位模式 */slave_config.InputTrigger = TIM_TS_TI1FP1; /* 定时器输入触发源:TI1FP1 */slave_config.TriggerPolarity = TIM_TRIGGERPOLARITY_RISING; /* 上升沿检测 */slave_config.TriggerFilter = 0; /* 不滤波 */HAL_TIM_SlaveConfigSynchro(&g_timx_pwmin_chy_handle, &slave_config);/* IC1捕获:上升沿触发TI1FP1 */tim_ic_pwmin_chy.ICPolarity = TIM_ICPOLARITY_RISING; /* 上升沿检测 */tim_ic_pwmin_chy.ICSelection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI; /* 选择输入端IC1映射到TI1 */tim_ic_pwmin_chy.ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; /* 不分频 */tim_ic_pwmin_chy.ICFilter = 0; /* 不滤波 */HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&g_timx_pwmin_chy_handle, &tim_ic_pwmin_chy, TIM_CHANNEL_1);/* IC2捕获:下降沿触发TI1FP2 */tim_ic_pwmin_chy.ICPolarity = TIM_ICPOLARITY_FALLING; /* 下降沿检测 */tim_ic_pwmin_chy.ICSelection = TIM_ICSELECTION_INDIRECTTI; /* 选择输入端IC2映射到TI1 */HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&g_timx_pwmin_chy_handle, &tim_ic_pwmin_chy, TIM_CHANNEL_2);HAL_TIM_IC_Start_IT(&g_timx_pwmin_chy_handle, TIM_CHANNEL_1);HAL_TIM_IC_Start(&g_timx_pwmin_chy_handle, TIM_CHANNEL_2);
}/* 定时器 输入捕获 MSP初始化函数 */
void HAL_TIM_IC_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if(htim->Instance == TIM8){GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct = {0};__HAL_RCC_TIM8_CLK_ENABLE();__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_6;gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLDOWN;gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;HAL_GPIO_Init(GPIOC, &gpio_init_struct);/* TIM1/TIM8有独立的输入捕获中断服务函数 */HAL_NVIC_SetPriority(TIM8_CC_IRQn, 1, 3);HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM8_CC_IRQn);}
}/* 定时器8 输入捕获 中断服务函数,仅TIM1/TIM8有这个函数,其他普通定时器没有这个中断服务函数! */
void TIM8_CC_IRQHandler(void)
{HAL_TIM_IRQHandler(&g_timx_pwmin_chy_handle); /* 定时器共用处理函数 */
}/* PWM输入模式 重新启动捕获 */
void atim_timx_pwmin_chy_restart(void)
{sys_intx_disable(); /* 关闭中断 */g_timxchy_pwmin_sta = 0; /* 清零状态,重新开始检测 */g_timxchy_pwmin_hval=0;g_timxchy_pwmin_cval=0;sys_intx_enable(); /* 打开中断 */
}/* 定时器输入捕获中断处理回调函数 */
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if(htim->Instance == TIM8){if(g_timxchy_pwmin_sta == 0){if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1){g_timxchy_pwmin_hval = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&g_timx_pwmin_chy_handle, TIM_CHANNEL_2) + 1 + 1;g_timxchy_pwmin_cval = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&g_timx_pwmin_chy_handle, TIM_CHANNEL_1) + 1 + 1;g_timxchy_pwmin_sta = 1;}}}
}
main.c
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/TIMER/atim.h"
#include "./BSP/TIMER/gtim.h"extern uint16_t g_timxchy_pwmin_sta; /* PWM输入状态 */
extern uint16_t g_timxchy_pwmin_psc; /* PWM输入分频系数 */
extern uint32_t g_timxchy_pwmin_hval; /* PWM的高电平脉宽 */
extern uint32_t g_timxchy_pwmin_cval; /* PWM的周期宽度 */int main(void)
{uint8_t t = 0;double ht, ct, f, tpsc;HAL_Init(); /* 初始化HAL库 */sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9); /* 设置时钟, 72Mhz */delay_init(72); /* 延时初始化 */usart_init(115200); /* 串口初始化为115200 */led_init(); /* 初始化LED */gtim_timx_pwm_chy_init(10 - 1, 72 - 1);TIM3->CCR2 = 3;atim_timx_pwmin_chy_init();while (1){delay_ms(10);t++;if (t >= 20) /* 每200ms输出一次结果,并闪烁LED0,提示程序运行 */{if (g_timxchy_pwmin_sta) /* 捕获了一次数据 */{printf("\r\n"); /* 输出空,另起一行 */printf("PWM PSC :%d\r\n", g_timxchy_pwmin_psc); /* 打印分频系数 */printf("PWM Hight:%d\r\n", g_timxchy_pwmin_hval); /* 打印高电平脉宽 */printf("PWM Cycle:%d\r\n", g_timxchy_pwmin_cval); /* 打印周期 */tpsc = ((double)g_timxchy_pwmin_psc + 1) / 72; /* 得到PWM采样时钟周期时间 */ ht = g_timxchy_pwmin_hval * tpsc; /* 计算高电平时间 */ct = g_timxchy_pwmin_cval * tpsc; /* 计算周期长度 */f = (1 / ct) * 1000000; /* 计算频率 */printf("PWM Hight time:%.3fus\r\n", ht); /* 打印高电平脉宽长度 */printf("PWM Cycle time:%.3fus\r\n", ct); /* 打印周期时间长度 */printf("PWM Frequency :%.3fHz\r\n", f); /* 打印频率 */ atim_timx_pwmin_chy_restart(); /* 重启PWM输入检测 */} LED1_TOGGLE(); /* LED1(GREEN)闪烁 */t = 0;}}
}