stm32高级定时器例子—stm32 PWM互补输出

定时器初始化结构体

TIM_TimeBaseInitTypeDef

时基结构体，用于定时器基础参数设置，与TIM_TimeBaseInit函数配合使用，完成配置。

typedef struct
{ TIM_Prescaler       /*定时器预分频器设置，时钟源经该预分频器才是定时器计                         数时钟CK_CNT，它设定PSC寄存器的值。计数器时钟频率 (fCK_CNT) 等于fCK_PSC/(PSC[15:0]+1)，可实现1至65536分频。*/ TIM_CounterMode        /*定时器计数方式，可设置为向上计数、向下计数、中心对齐*/	TIM_Period             /*定时器周期，设定自动重载寄存器ARR的值可设置范围为0至65535*/   TIM_ClockDivision      /*时钟分频，设置定时器时钟CK_INT频率与死区发生器以及数字滤波器采样时钟频率分频比。可以选择 1、2、4 分频。*/    TIM_RepetitionCounter  /*重复计数器，只有 8 位，只存在于高级定时器*/  
}TIM_TimeBaseInitTypeDef; 

TIM_OCInitTypeDef

输出比较结构体，用于输出比较模式。与TIM_OCxInit函数配合使用，完成指定定时器输出通道初始化配置。

typedef struct
{uint16_t TIM_OCMode;        /*比较输出模式选择，共有八种。常用的为 PWM1/PWM2。设定CCMRx寄存器OCxM[2:0]位的值*/uint16_t TIM_OutputState;   /*比较输出使能，决定最终的输出比较信号OCx是否通过外部引脚输出。设定TIMx_CCER寄存器CCxE/CCxNE位的值。*/uint16_t TIM_OutputNState;  /*比较互补输出使能，决定OCx的互补信号OCxN是否通过外部引脚输出。设定CCER寄存器CCxNE位的值*/uint16_t TIM_Pulse;         /*比较输出脉冲宽度，设定比较寄存器CCR的值，决定脉冲宽度。可设置范围为0至65535。*/uint16_t TIM_OCPolarity;  /*比较输出极性，可选OCx为高电平有效或低电平有效。决定定时器通道有效电平。设定CCER寄存器的CCxP位的值*/uint16_t TIM_OCNPolarity;  /*比较互补输出极性，可选OCxN为高电平有效或低电平有效。设定TIMx_CCER寄存器的CCxNP位的值。*/uint16_t TIM_OCIdleState;   /*空闲状态时，通道输出电平设置，可选输出1或输出0，即在空闲状态(BDTR_MOE位为0)时，经过死区时间后定时器通道输出高电平或低电平。设定CR2寄存器的OISx位的值*/uint16_t TIM_OCNIdleState;  /*空闲状态时互补通道输出电平设置，可选输出1或输出0，即在空闲状态(BDTR_MOE位为0)时，经过死区时间后定时器互补通道输出高电平或低电平，设定值必须与TIM_OCIdleState相反。设定CR2寄存器的OISxN位的值。*/
} TIM_OCInitTypeDef;

TIM_ICInitTypeDef

输入捕获结构体，用于输入捕获模式。

与TIM_ICInit函数配合使用，完成定时器输入通道初始化配置。

如果使用PWM输入模式，与TIM_PWMIConfig函数配合使用，完成定时器输入通道初始化配置。

typedef struct
{uint16_t TIM_Channel;     /*捕获通道ICx选择，可选TIM_Channel_1、2、3、4四个通道。设定CCMRx寄存器CCxS位的值*/uint16_t TIM_ICPolarity;  /*输入捕获边沿触发选择，可选上升沿触发、下降沿触发、边沿跳变触发。设定CCER寄存器CCxP位和CCxNP位的值。*/ uint16_t TIM_ICSelection;  /*输入通道选择，捕获通道ICx的信号可来自三个输入通道，分别为TIM_ICSelection_DirectTI、TIM_ICSelection_IndirectTITIM_ICSelection_TRC普通的输入捕获，4个通道都可以使用，PWM输入,只能使用通道1和通道2。设定CCRMx寄存器的CCxS[1:0]位的值*/uint16_t TIM_ICPrescaler;  /*输入捕获通道预分频器，可设置1、2、4、8分频，设定CCMRx寄存器的ICxPSC[1:0]位的值。如果需捕获输入信号的每个有效边沿，则设置1分频。*/uint16_t TIM_ICFilter;    /*输入捕获滤波器设置，可设置0x0至0x0F。设定CCMRx寄存器ICxF[3:0]位的值。一般不使用滤波器，设置为0*/
} TIM_ICInitTypeDef;

关于捕获通道ICx的信号可来自三个输入通道：

TIM_BDTRInitTypeDef

断路和死区结构体，用于断路和死区参数的设置，高级定时器专用。

用于配置断路时，通道输出状态、死区时间。

与TIM_BDTRConfig函数配置使用，完成参数配置。

这个结构体的成员只对应BDTR寄存器。

typedef struct
{uint16_t TIM_OSSRState;      /*运行模式下的关闭状态选择，设定BDTR寄存器OSSR位的值*/uint16_t TIM_OSSIState;      /*空闲模式下的关闭状态选择，设定BDTR寄存器OSSI位的值。*/ uint16_t TIM_LOCKLevel;     /*锁定级别配置， 设定BDTR寄存器LOCK[1:0]位的值*/  uint16_t TIM_DeadTime;      /*配置死区发生器，定义死区持续时间，可选设置范围为0x0至0xFF。设定BDTR寄存器DTG[7:0]位的值*/   uint16_t TIM_Break;         /*断路输入功能选择，可选使能或禁止。设定BDTR寄存器BKE位的值*/   uint16_t TIM_BreakPolarity;  /*断路输入通道BRK极性选择，可选高电平有效或低电平有效。设定BDTR寄存器BKP位的值。*/  uint16_t TIM_AutomaticOutput;  /*自动输出使能，可选使能或禁止，设定BDTR寄存器AOE位的值。*/
} TIM_BDTRInitTypeDef;

PWM 互补输出

在主输出通道输出波形，在互补通道输出与主通道互补的的波形，添加断路和死区功能。

使用高级定时器TIM1的通道1及其互补通道作为本实验的波形输出通道。对应PA8和PB13。

将示波器的两个输入通道分别与PA8和PB13引脚连接，共地，观察波形。

增加断路功能，用到TIM1_BKIN引脚。对应PB12引脚。

设置该引脚为高电平有效，BKIN引脚置高电平时，两路互补的PWM输出就被停止，像是刹车一样。

Main函数，调用ADVANCE_TIM_Init()函数。

该函数调用ADVANCE_TIM_GPIO_Config()和ADVANCE_TIM_Mode_Config()进行定时器GPIO引脚和工作模式的初始化。

相应的GPIO引脚上可以检测到互补输出的PWM信号，而且带死区时间。

程序运行的过程中，如果BKIN引脚被拉高，PWM输出会被禁止，像是断路或者刹车。

#include "stm32f10x.h"
#include "bsp_led.h"
#include "bsp_AdvanceTim.h"  /*** @brief  主函数* @param  无  * @retval 无*/
int main(void)
{	/* 高级定时器初始化 */ADVANCE_TIM_Init();while(1){      }
}

修改PWM的周期和占空比，只需修改下面的ADVANCE_TIM_PERIOD、ADVANCE_TIM_PSC和ADVANCE_TIM_PULSE这三个宏即可。具体原因，看之前写的文章—高级定时器里面的PWM输出模式。

TIM_CLK等于72MHZ，ARR是自动重装载寄存器的值，对应ADVANCE_TIM_PERIOD；PSC是计数器时钟的分频因子，对应ADVANCE_TIM_PSC。

PWM信号的频率：F = TIM_CLK/{(ARR+1)*(PSC+1)}

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计数器时钟CK_CNT：

定时器时钟经过PSC预分频器后，即CK_CNT，用来驱动计数器计数。

PSC是16位的预分频器，可以对定时器时钟TIMxCLK进行1~65536之间的任何一个数进行分频。CK_CNT=TIMxCLK/(PSC+1)。

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ARR=8，CCR=4，CNT从0开始计数。

当CNT<CCR，OCxREF为有效的高电平，同时，比较中断寄存器CCxIF置位。

CCR<=CNT<=ARR,OCxREF为无效的低电平。

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计数器在CK_CNT的驱动下，计一个数的时间，1/（TIMxCLK/(PSC+1)）=1/(CK_CNT)=(PSC+1)/TIMxCLK

计一个数的时间乘上一个波形的计数次数(ARR+1)，就是整个波形的所需时间。

时间取倒数就是PWM信号的频率。

由此可知F = TIM_CLK/{(ARR+1)*(PSC+1)}的含义。

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ARR ：自动重装载寄存器的值
CLK_cnt：计数器的时钟，等于 Fck_int / (psc+1) = 72M/(psc+1)
PWM 信号的周期 T = (ARR+1) * (1/CLK_cnt) = (ARR+1)*(PSC+1) / 72M
占空比P=CCR/(ARR+1)

#ifndef __BSP_ADVANCETIME_H
#define __BSP_ADVANCETIME_H#include "stm32f10x.h"/************高级定时器TIM参数定义，只限TIM1和TIM8************/
// 当使用不同的定时器的时候，对应的GPIO是不一样的，这点要注意
// 这里我们使用高级控制定时器TIM1#define            ADVANCE_TIM                   TIM1
#define            ADVANCE_TIM_APBxClock_FUN     RCC_APB2PeriphClockCmd
#define            ADVANCE_TIM_CLK               RCC_APB2Periph_TIM1
// PWM 信号的频率 F = TIM_CLK/{(ARR+1)*(PSC+1)}
#define            ADVANCE_TIM_PERIOD            (8-1)
#define            ADVANCE_TIM_PSC               (9-1)
#define            ADVANCE_TIM_PULSE             4#define            ADVANCE_TIM_IRQ               TIM1_UP_IRQn
#define            ADVANCE_TIM_IRQHandler        TIM1_UP_IRQHandler// TIM1 输出比较通道
#define            ADVANCE_TIM_CH1_GPIO_CLK      RCC_APB2Periph_GPIOA
#define            ADVANCE_TIM_CH1_PORT          GPIOA
#define            ADVANCE_TIM_CH1_PIN           GPIO_Pin_8// TIM1 输出比较通道的互补通道
#define            ADVANCE_TIM_CH1N_GPIO_CLK      RCC_APB2Periph_GPIOB
#define            ADVANCE_TIM_CH1N_PORT          GPIOB
#define            ADVANCE_TIM_CH1N_PIN           GPIO_Pin_13// TIM1 输出比较通道的刹车通道
#define            ADVANCE_TIM_BKIN_GPIO_CLK      RCC_APB2Periph_GPIOB
#define            ADVANCE_TIM_BKIN_PORT          GPIOB
#define            ADVANCE_TIM_BKIN_PIN           GPIO_Pin_12/**************************函数声明********************************/void ADVANCE_TIM_Init(void);#endif	/* __BSP_ADVANCETIME_H */

#include "bsp_AdvanceTim.h" static void ADVANCE_TIM_GPIO_Config(void) 
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;// 输出比较通道 GPIO 初始化RCC_APB2PeriphClockCmd(ADVANCE_TIM_CH1_GPIO_CLK, ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  ADVANCE_TIM_CH1_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(ADVANCE_TIM_CH1_PORT, &GPIO_InitStructure);// 输出比较通道互补通道 GPIO 初始化RCC_APB2PeriphClockCmd(ADVANCE_TIM_CH1N_GPIO_CLK, ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  ADVANCE_TIM_CH1N_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(ADVANCE_TIM_CH1N_PORT, &GPIO_InitStructure);// 输出比较通道刹车通道 GPIO 初始化RCC_APB2PeriphClockCmd(ADVANCE_TIM_BKIN_GPIO_CLK, ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  ADVANCE_TIM_BKIN_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(ADVANCE_TIM_BKIN_PORT, &GPIO_InitStructure);// BKIN引脚默认先输出低电平GPIO_ResetBits(ADVANCE_TIM_BKIN_PORT,ADVANCE_TIM_BKIN_PIN);	
}///*
// * 注意：TIM_TimeBaseInitTypeDef结构体里面有5个成员，TIM6和TIM7的寄存器里面只有
// * TIM_Prescaler和TIM_Period，所以使用TIM6和TIM7的时候只需初始化这两个成员即可，
// * 另外三个成员是通用定时器和高级定时器才有.
// *-----------------------------------------------------------------------------
// *typedef struct
// *{ TIM_Prescaler            都有
// *	TIM_CounterMode			     TIMx,x[6,7]没有，其他都有
// *  TIM_Period               都有
// *  TIM_ClockDivision        TIMx,x[6,7]没有，其他都有
// *  TIM_RepetitionCounter    TIMx,x[1,8,15,16,17]才有
// *}TIM_TimeBaseInitTypeDef; 
// *-----------------------------------------------------------------------------
// *//* ----------------   PWM信号 周期和占空比的计算--------------- */
// ARR ：自动重装载寄存器的值
// CLK_cnt：计数器的时钟，等于 Fck_int / (psc+1) = 72M/(psc+1)
// PWM 信号的周期 T = (ARR+1) * (1/CLK_cnt) = (ARR+1)*(PSC+1) / 72M
// 占空比P=CCR/(ARR+1)static void ADVANCE_TIM_Mode_Config(void)
{// 开启定时器时钟,即内部时钟CK_INT=72MADVANCE_TIM_APBxClock_FUN(ADVANCE_TIM_CLK,ENABLE);/*--------------------时基结构体初始化-------------------------*/TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;// 自动重装载寄存器的值，累计TIM_Period+1个频率后产生一个更新或者中断TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=ADVANCE_TIM_PERIOD;	// 驱动CNT计数器的时钟 = Fck_int/(psc+1)TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= ADVANCE_TIM_PSC;	// 时钟分频因子 ，配置死区时间时需要用到TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;		// 计数器计数模式，设置为向上计数TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;		// 重复计数器的值，没用到不用管TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter=0;	// 初始化定时器TIM_TimeBaseInit(ADVANCE_TIM, &TIM_TimeBaseStructure);/*--------------------输出比较结构体初始化-------------------*/		TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;// 配置为PWM模式1TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;// 输出使能TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;// 互补输出使能TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable; // 设置占空比大小TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = ADVANCE_TIM_PULSE;// 输出通道电平极性配置TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;// 互补输出通道电平极性配置TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High;// 输出通道空闲电平极性配置TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Set;// 互补输出通道空闲电平极性配置TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState = TIM_OCNIdleState_Reset;TIM_OC1Init(ADVANCE_TIM, &TIM_OCInitStructure);TIM_OC1PreloadConfig(ADVANCE_TIM, TIM_OCPreload_Enable);/*-------------------刹车和死区结构体初始化-------------------*/// 有关刹车和死区结构体的成员具体可参考BDTR寄存器的描述TIM_BDTRInitTypeDef TIM_BDTRInitStructure;TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSRState = TIM_OSSRState_Enable;TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSIState = TIM_OSSIState_Enable;TIM_BDTRInitStructure.TIM_LOCKLevel = TIM_LOCKLevel_1;// 输出比较信号死区时间配置，具体如何计算可参考 BDTR:UTG[7:0]的描述// 这里配置的死区时间为152nsTIM_BDTRInitStructure.TIM_DeadTime = 11;TIM_BDTRInitStructure.TIM_Break = TIM_Break_Enable;// 当BKIN引脚检测到高电平的时候，输出比较信号被禁止，就好像是刹车一样TIM_BDTRInitStructure.TIM_BreakPolarity = TIM_BreakPolarity_High;TIM_BDTRInitStructure.TIM_AutomaticOutput = TIM_AutomaticOutput_Enable;TIM_BDTRConfig(ADVANCE_TIM, &TIM_BDTRInitStructure);// 使能计数器TIM_Cmd(ADVANCE_TIM, ENABLE);	// 主输出使能，当使用的是通用定时器时，这句不需要TIM_CtrlPWMOutputs(ADVANCE_TIM, ENABLE);
}void ADVANCE_TIM_Init(void)
{ADVANCE_TIM_GPIO_Config();ADVANCE_TIM_Mode_Config();		
}

目前这里没有示波器，于是就用仿真模拟。应该是出现一路互补的带死区时间的PWM波形。

当BKIN引脚接高电平时，PWM输出被禁止，好像是刹车一样。