STM32学习笔记（4） 高级定时器-两路互补的PWM输出（带死区和刹车控制）

1.实验目的

使用高级定时器，输出两路互补的PWM输出，需要有带死区和不带死区两种情况

2.实验效果

图1：不带死区的两路互补的PWM输出

图2 ：带死区的两路互补的PWM输出

3.理论部分

3.1时钟源

内部时钟（基本定时器，通用定时器时钟源来自PCLK1，但高级定时器的时钟源来自PCLK2(72M)）

实践中几乎无需使用：外部时钟模式1、外部时钟模式2

3.2时基单元

组成：

16bit预分频PSC

16bit计数器CNT

8bit重复计数器RCR（高级定时器独有）

16bit自动重装载寄存器ARR

3.3输入捕获

作用：对输入信号的上升沿/下降沿/双边沿进行捕获，测量输入信号的脉宽，和测量PWM的频率，占空比

原理：当捕捉到信号的跳变沿时，将CNT的值所存到捕获寄存器CCR中，然后把两次的值相减，就可以得到脉宽或者频率。

若脉宽时长超过你定时的时长，那么就溢出，此时我们就需要作额外的处理

PWM输入的情况下，只有CH1,CH2可以同时测量周期和占空比，因为只有TI1FP1,TI2FP2可以触发从模式控制器。选谁作从模式控制器的触发测量的就是周期，剩下的一个寄存器就测量占空比。但是单纯测量PWM的一个周期或占空比，可用四路

4.程序流程

4.1GPIO初始化结构体

输出PWM需用复用推挽输出（GPIO_AF_PP）

   1、浮空输入GPIO_IN_FLOATING ——浮空输入，可以做KEY识别，RX1

   2、带上拉输入GPIO_IPU——IO内部上拉电阻输入

   3、带下拉输入GPIO_IPD—— IO内部下拉电阻输入

   4、模拟输入GPIO_AIN ——应用ADC模拟输入，或者低功耗下省电

   5、开漏输出GPIO_OUT_OD ——IO输出0接GND，IO输出1，悬空，需要外接上拉电阻，才能实现输出高电平。

   当输出为1时，IO口的状态由上拉电阻拉高电平，但由于是开漏输出模式，这样IO口也就可以由外部电路改变为

   低电平或不变。可以读IO输入电平变化，实现C51的IO双向功能

   6、推挽输出GPIO_OUT_PP ——IO输出0-接GND， IO输出1 -接VCC，读输入值是未知的

   7、复用功能的推挽输出GPIO_AF_PP ——片内外设功能（I2C的SCL,SDA）

   8、复用功能的开漏输出GPIO_AF_OD——片内外设功能（TX1,MOSI,MISO.SCK.SS）

4.2时基初始化结构体

typedef struct

{

  uint16_t TIM_Prescaler;         //预分频器

  uint16_t TIM_CounterMode;       //定时器的计数方式

  uint16_t TIM_Period;            //定时器的周期

  uint16_t TIM_ClockDivision;     //时钟分频因子

  uint8_t TIM_RepetitionCounter;  //配置重复计数器，仅高级定时器需要

} TIM_TimeBaseInitTypeDef; 

 定时器的计数方式

向上计数（基本定时器仅有这一种）、向下计数、中心对齐计数

DIR=0，向上计数

DIR=1，向下计数

配置中心对齐需CMS和DIR寄存器配合使用

4.3输出比较结构体

typedef struct

{

  uint16_t TIM_OCMode;        //比较输出模式选择

  uint16_t TIM_OutputState;   //比较输出使能

  uint16_t TIM_OutputNState;  //比较互补输出使能

  uint16_t TIM_Pulse;         //脉冲宽度

  uint16_t TIM_OCPolarity;    //输出极性

  uint16_t TIM_OCNPolarity;  //互补输出极性

  uint16_t TIM_OCIdleState;   //空闲状态下比较输出状态

  uint16_t TIM_OCNIdleState;  //空闲状态下比较互补输出状态

} TIM_OCInitTypeDef;

1.比较输出模式选择，总共有八种，常用的为 PWM1/PWM2。它设定CCMRx 寄存器 OCxM[2:0]位的值。

2.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。它设定 TIMx_CCER 寄存器 CCxE/CCxNE 位的值。

3.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。它设定 CCER 寄存器 CCxNE 位的值。

4.比较输出脉冲宽度，实际设定比较寄存器 CCR 的值，决定脉冲宽度。可设置范围为 0 至 65535。设置脉冲即可设置占空比

5.比较输出极性，可选 OCx 为高电平有效或低电平有效。它决定着定时器通道有效电平。它设定 CCER 寄存器的 CCxP 位的值。可设置占空比由高电平决定

6.比较互补输出极性，可选 OCxN 为高电平有效或低电平有效。它设定 TIMx_CCER 寄存器的 CCxNP 位的值。

7.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。它设定CR2 寄存器的 OISx 位的值。

8.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。它设定是 CR2 寄存器的 OISxN 位的值。

4.4刹车和死区结构体的初始化

static void AdvancedTIM_BDTR_Init()

{

  TIM_BDTRInitTypeDef TIM_BDTRInitStructure;

  TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSIState=TIM_OSSIState_Enable;//空闲模式下的关闭状态选择

  TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSRState=TIM_OSSRState_Enable;//运行模式下的关闭状态选择

  TIM_BDTRInitStructure.TIM_LOCKLevel=TIM_LOCKLevel_1;//锁存配置

  TIM_BDTRInitStructure.TIM_DeadTime=11;//死区时间

  TIM_BDTRInitStructure.TIM_Break=TIM_Break_Enable;//断路输入使能控制

  TIM_BDTRInitStructure.TIM_BreakPolarity=TIM_BreakPolarity_High;//断路输入极性

  TIM_BDTRInitStructure.TIM_AutomaticOutput=TIM_AutomaticOutput_Enable;//自动输出极性

  TIM_BDTRConfig(Advanced_TIM,&TIM_BDTRInitStructure);

}

死区时间的计算可以看看博客，讲解的也是非常详细的，对此不再赘述

这个结构体，你只需关心 TIM_BDTRInitStructure.TIM_DeadTime=11 即可