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在基本定时器功能的基础上新增功能 通用定时器有4个独立通道且每个通道都可以用于下面功能。 1输入捕获测量输入信号的周期和占空比等。 2输出比较产生输出特定的波形根据自己需要设置。 3输出PWM。 4单脉冲模式. 5级联。一个定时器的溢出事件可以使能下一个定时器的计数器开始计数 6可以触发DAC、ADC。 7支持编码器和霍尔传感器电路。
高级控制定时器比通用定时器增加了可编程死区互补输出、重复计数器、带刹车 (断路) 功能这些功能都是针对工业电机控制方面。
框图 时钟源
• 内部时钟源 CK_INT • 外部时钟模式 1外部输入引脚 TIxx1,2,3,4 • 外部时钟模式 2外部触发输入 ETR • 内部触发输入 (ITRx)
时基单元
见基本定时器章节
输入捕获
输入捕获可以对输入的信号的上升沿、下降沿或者双边沿进行捕获常用的有测量输入信号的脉 宽和测量 PWM 输入信号的频率和占空比这两种。 输入捕获的大概的原理就是当捕获到信号的跳变沿的时候把计数器 CNT 的值锁存到捕获寄 存器 CCR 中把前后两次捕获到的 CCR 寄存器中的值相减就可以算出脉宽或者频率。如果捕 获的脉宽的时间长度超过你的捕获定时器的周期就会发生溢出这个我们需要做额外的处理。
输出比较(最常用) 输出比较就是通过定时器的外部引脚对外输出控制信号有冻结、将通道 Xx1,2,3,4设置为 匹配时输出有效电平、将通道 X 设置为匹配时输出无效电平、翻转、强制变为无效电平、强制变 为有效电平、 PWM1 和 PWM2 这八种模式具体使用哪种模式由寄存器 CCMRx 的位OCxM[2:0]配置。其中 PWM 模式是输出比较中的特例使用的也最多。
输出比较
输出比较模式总共有 8 种具体的由寄存器 CCMRx 的位 OCxM[2:0] 配置。
以 PWM1 模式来讲解以计数器 CNT 计数的方向不同还分为边沿对齐模式和中心对齐模式。 PWM 信号主要都是用来控制电机一般的电机控制用的都是边沿对齐模式 FOC 电机一般用中心对齐模式。日常开发中最常使用的模式为 PWM1 模式的向上计数模式因此本文着重介绍该 模式对于其他模式不做介绍。
在 PWM1 模式 1 向上计数模式中极性不反转的情况下当 CNTCCR 时输出比较通道对应输出有效电平即高电平1当 CNTCCR 时输出比较通道输出无效电平即低电平0。 PWM
PWMPulse Width Modulation即脉冲宽度调制在具有惯性的系统中可以通过对一系列脉冲的宽度进行调制来等效地获得所需要的模拟参量常应用于电机控速、开关电源等领域 PWM 中有三个重要参数频率、占空比高电平时长占整个周期信号时长的比例、分辨率占空比可调精度。
频率 Freq Freq CK _ PSC /(PSC 1) /(ARR 1)
PWM 占空比 Duty CCR /(ARR 1)
PWM 分辨率 Reso 1/(ARR 1)
CK_PSC 为技术单元时钟源频率 PSC 为分频因子 ARR 为目标计数值 CCR 为 CCR寄存值
输入捕获
ICInput Capture输入捕获
输入捕获模式下当通道输入引脚出现指定电平跳变时当前CNT的值将被锁存到CCR中可用于测量PWM波形的频率、占空比、脉冲间隔、电平持续时间等参数
每个高级定时器和通用定时器都拥有4个输入捕获通道 可配置为PWMI模式同时测量频率和占空比
可配合主从触发模式实现硬件全自动测量
频率测量方法 输入捕获通道 输入捕获基本结构 PWMI基本结构 测量脉宽和频率还有一个更简便的方法就是使用 PWM 输入模式该模式是输入捕获的特例只 能使用通道 1 和通道 2通道 3 和通道 4 使用不了。与上面那种只使用一个捕获寄存器测量脉宽 和频率的方法相比 PWM 输入模式需要占用两个捕获寄存器
当使用 PWM 输入模式的时候因为一个输入通道 (TIx) 会占用两个捕获通道 (ICx)所以一个定 时器在使用 PWM 输入的时候最多只能使用两个输入通道 (TIx)。
PWM 信号由输入通道 TI1 进入因为是 PWM 输入模式的缘故信号会被分为两路一路是 TI1FP1另外一路是 TI1FP2。其中一路是周期另一路是占空比具体哪一路信号对应周期还 是占空比得从程序上设置哪一路信号作为触发输入作为触发输入的哪一路信号对应的就是 周期另一路就是对应占空比。
输出比较应用PWM驱动直流电机
初始化PWM设置 PWM频率为100hz,分辨率为0.1%,占空比由TIM_SetComparex()函数配置x可为1234
#include pwm.hvoid PWM_Init(void)
{RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,GPIO_InitStructure);TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler 720-1;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period 1000-1;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision TIM_CKD_DIV1;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter 0;TIM_TimeBaseInit(TIM2,TIM_TimeBaseInitStructure);TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;TIM_OCStructInit(TIM_OCInitStructure);TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode TIM_OCMode_PWM1;TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity TIM_OCPolarity_High;TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState TIM_OutputState_Enable;TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse 0; //CCRTIM_OC3Init(TIM2,TIM_OCInitStructure);TIM_OC4Init(TIM2,TIM_OCInitStructure);TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);}void PWM_SetCompare3(uint16_t Compare)
{TIM_SetCompare3(TIM2,Compare);
}void PWM_SetCompare4(uint16_t Compare)
{TIM_SetCompare4(TIM2,Compare);
}void usart_PWM(uint16_t Compare1,uint16_t Compare2)
{TIM_SetCompare3(TIM2,Compare1);TIM_SetCompare4(TIM2,Compare2);
}
定义 pwm.h文件
#ifndef _PWM_H_
#define _PWM_H_
#include stm32f10x.h
void PWM_Init(void);
void PWM_SetCompare3(uint16_t Compare);
void PWM_SetCompare4(uint16_t Compare);
void usart_PWM(uint16_t Compare1,uint16_t Compare2);
#endif
初始化串口中断并重定义printf()和scanf()函数
#include usart.hstatic void NVIC_Configuration(void)
{NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel USART1_IRQn;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority 1;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority 1 ;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd ENABLE ;NVIC_Init(NVIC_InitStruct);
}void usart_Init(void)
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;/*TX*/GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin GPIO_Pin_9;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,GPIO_InitStructure);/*RX*/GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_IPU;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin GPIO_Pin_10;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,GPIO_InitStructure);USART_InitTypeDef USART_InitStruct;USART_InitStruct.USART_BaudRate 9600;USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl USART_HardwareFlowControl_None ;USART_InitStruct.USART_Mode USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx ;USART_InitStruct.USART_Parity USART_Parity_No;USART_InitStruct.USART_StopBits USART_StopBits_1;USART_InitStruct.USART_WordLength USART_WordLength_8b;USART_Init(USART1,USART_InitStruct);NVIC_Configuration();USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);USART_Cmd(USART1,ENABLE);
}
int fputc(int ch, FILE *f)
{/* 发送一个字节数据到串口 */USART_SendData(USART1, (uint8_t) ch);/* 等待发送完毕 */while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) RESET); return (ch);
}int fgetc(FILE *f)
{/* 等待串口输入数据 */while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) RESET);return (int)USART_ReceiveData(USART1);
}在接收中断中设置直流电机占空比 并通过上位机发送指令
void USART1_IRQHandler(void)
{uint8_t ch;ch getchar();printf( ch%c\n,ch );switch(ch){case 1: usart_PWM(0,200);break;case 2: usart_PWM(0,500);break;case 3: usart_PWM(0,1000);break;default: usart_PWM(1000,1000);break;}
}
