STM32之定时器PWM输出

作者: paranoid 分类: STM32,单片机 发布时间: 2021-07-24 13:40

一、什么是定时器

对于stm32f103系列单片机,其定时器是一个通过可编程预分频器驱动的,16位自动装载计数器。

  1. 可编程预分频器驱动
  2. 计数器是16位的
  3. 自动装载

二、STM32中的定时器

定时器种类 捕获/比较通道 互补输出 特殊应用场景
基本定时器
(TIM6,TIM7)
0 主要应用于驱动DAC
通用定时器
(TIM2~TIM5)
4 通用。定时器技术,PWM输出,输入捕获,输出比较
高级定时器
(TIM1,TIM8)
4 带死区控制盒紧急刹车,可应用于PWM电机控制

三、通用定时器基本原理

STM32通用定时器组成框图

  1. 位于低速的APB1总线上

  2. 16位的,计数值在1到65535之间调节

  3. 支持向上、向下和向上/向下(也即中央对齐)3种计数模式;

  4. 重装载值自动装载

  5. 含有16位可编程预分频器(也即TIMx_PSC寄存器),计数器时钟频率分频系数可以在1到65535之间调节

  6. 含有4个独立通道(也即CH1到CH4),每个通道都可以用来:输入捕获、输出比较、pwm生成以及单脉冲模式输出;

  7. 可以使用外部信号(TIMx_ETR)控制定时器之间的级联

  8. 如下事件发生时产生中断/DMA(6个独立的IRQ/DMA请求生成器)

    • 更新事件,也即计数器向上或向下溢出;
    • 触发事件,也即计数器启动、停止、初始化等;
    • 输入捕获;
    • 输出比较;
    • 支持针对定位的增量(正交)编码器和霍尔传感器电路
    • 触发输入作为外部时钟,或者按周期的电流管理。
  9. 每个通用定时器都是完全独立的,之间不共享任何资源,不会产生相互干扰就制约。

四、时钟系统

  1. STM32有5个时钟源:HSI、HSE、LSI、LSE、PLL

    • HSI是高速内部时钟,RC振荡器,频率约为8MHz,精度不高
    • HSE是高速外部时钟,可接石英/陶瓷谐振器,或者外接时钟源,频率范围为4~16MHz
    • LSI是低速内部时钟,RC振荡器,频率约为40kHz,提供低功耗时钟。WDG
    • LSE是低速外部时钟,接频率为32.768kHz石英晶体。RTC
    • PLL为锁相环倍频输出,其时钟输入可选择HSI2、HSE或者HSE/2。倍频可选择2~16倍,但是其输出频率不超过72MHz
  2. 系统时钟 SYSCLK可来源于三个时钟源

    • HS振荡器时钟
    • HSE振荡器时钟
    • PLL时钟
  3. STM32可以选择一个时钟信号输出到MCO脚(PA8)上,可以选择为PLL输出的2分频、HSI、HSE、或者系统时钟

  4. 有2条总线,AHB总线和APB总线,APB总线又分为低速APB1总线和高速APB2总线

  5. 任何一个外设在使用之前,必须首先使能其相应的时钟

五、计数器模式

通用定时器可以使用向上计数向下计数中央对齐(向上向下)计数模式。

Tout(溢出时间) = (ARR+1)(PSC+1) / Tclk

六、PWM输出配置步骤

  1. 使能定时器3和相关IO口时钟。

    • 使能定时器3时钟:RCC_APB1PeriphClockCmd();
    • 使能GPIOB时钟:RCC_APB2PeriphClockCmd();
  2. 初始化IO口为复用功能输出。函数:GPIO_Init();

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  3. 这里我们是要把PB5用作定时器的PWM输出引脚,所以要重映射配置,
    所以需要开启AFIO时钟。同时设置重映射。

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
    GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE);
  4. 初始化定时器:ARR,PSC等:TIM_TimeBaseInit();

    参数 代码 备注
    计数 TIM_Period arr
    预分频数 TIM_Prescaler psc
    时钟分割 TIM_ClockDivision 通常用于输入捕获
    PWM直接等于0
    计数模式 TIM_CounterMode 向上、向下
    向上/向下
  5. 初始化输出比较参数: TIM_OC2Init();

    参数 代码 备注
    选择定时器模式 TIM_OCMode TIM_OCMode_PWM2
    比较输出使能 TIM_OutputState ENABLE/DISABLE
    输出极性 TIM_OCPolarity 高/低
  6. 使能预装载寄存器: TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);

  7. 使能定时器。TIM_Cmd();

  8. 不断改变比较值CCRx,达到不同的占空比效果:TIM_SetCompare2();

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