2018年09月22日 | 【STM32电机方波】记录4——PWM输出配置

PWM生成原理：

 通用定时器可以利用GPIO引脚进行脉冲输出，在配置为比较输出、PWM输出功能时，捕获/比较寄存器通用定时器可以利用GPIO引脚进行脉冲输出，在配置为比较输出、PWM输出功能时，捕获/比较寄存器TIMx_CCR被用作比较功能，下面把它简称为比较寄存器。 这里直接举例说明定时器的PWM输出工作过程：若配置脉冲计数器TIMx_CNT为向上计数，而重载寄存器TIMx_ARR被配置为N，即TIMx_CNT的当前计数值数值X在TIMxCLK时钟源的驱动下不断累加，当TIMx_CNT的数值X大于N时，会重置TIMx_CNT数值为0重新计数。 而在TIMxCNT计数的同时，TIMxCNT的计数值X会与比较寄存器TIMx_CCR预先存储了的数值A进行比较，当脉冲计数器TIMx_CNT的数值X小于比较寄存器TIMx_CCR的值A时，输出高电平（或低电平），相反地，当脉冲计数器的数值X大于或等于比较寄存器的值A时，输出低电平（或高电平）。 如此循环，得到的输出脉冲周期就为重载寄存器TIMx_ARR存储的数值(N+1)乘以触发脉冲的时钟周期，其脉冲宽度则为比较寄存器TIMx_CCR的值A乘以触发脉冲的时钟周期，即输出PWM的占空比为 A/(N+1) 。

STM32产生PWM的配置方法：

1、配置GPIO口：

　　配置IO口的时候无非就是开启时钟，然后选择引脚、模式、速率，最后就是用结构体初始化。不过在32上，不是每一个IO引脚都可以直接使用于PWM输出，因为在硬件上已经规定了用某些引脚来连接PWM的输出口。下面是定时器的引脚重映像，其实就是引脚的复用功能选择：

　　a.定时器1/8的引脚配置及复用功能映像：

根据以上重映像表，我们使用定时器1的通道TIM1__CH2作为PWM的输出通道，若选择PA9引脚则应进行配置，如下：

{

 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//定义结构体

 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA  | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

//使能 GPIO外设和AFIO复用功能模块时钟

 //GPIO_PinRemapConfig(GPIO_FullRemap_TIM1, ENABLE); //选择Tim1完全重映像，即用了 PE11

 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;  //TIM_CH2

 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //复用推挽功能

 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化引脚

}

产生六路PWM互补输出的GPIO配置：

{

  GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStructure;

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO |RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10;   //PA8、9、10  

  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15;   //PB13、14、15  

  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

}

产生六路PWM互补输出的TIM1设置：

{

TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;//定义时基结构体

TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;//定义输出结构体

TIM1_BDTRInitTypeDef TIM1_BDTRInitStructure; //定义死区结构体

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM1, ENABLE); //使能定时器1时钟

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //自动重装载寄存器ARR的值

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //TIM1预分频器PSC的值

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //时钟分割，不分频

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //向上计数

TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure); //根据以上功能对定时器进行初始化

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;                     //选择定时器模式，TIM脉冲宽度调制模式2

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;          //比较输出使能

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputNState_Enable;       //互补端输出使能

TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;                   //输出比较极性

TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_Low;              //输出互补端极性

//TIM1_OCInitStructure.TIM1_OCIdleState = TIM1_OCIdleState_Reset;     //死区后输出状态

//TIM1_OCInitStructure.TIM1_OCNIdleState = TIM1_OCIdleState_Reset;  //死区后互补端输出状态

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = ccr1;         //设置通道CH1/CH1N占空比

TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);   //通道CH1/CH1N初始化

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = ccr2;         //设置通道CH2/CH2N占空比

TIM_OC2Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);   //通道CH2/CH2N初始化

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = ccr3;        //设置通道CH3/CH3N占空比

TIM_OC3Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);  //通道CH3/CH3N初始化

TIM_OC1PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);

TIM_OC2PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);

TIM_OC3PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);

TIM1_BDTRInitStructure.TIM1_OSSRState = TIM1_OSSRState_Enable;                          //运行模式下输出选择

TIM1_BDTRInitStructure.TIM1_OSSIState = TIM1_OSSIState_Enable;                            //空闲模式下输出选择

TIM1_BDTRInitStructure.TIM1_LOCKLevel = TIM1_LOCKLevel_OFF;                              //锁定设置

TIM1_BDTRInitStructure.TIM1_DeadTIM1 = 0xF2;                                                          //死区时间，2us

TIM1_BDTRInitStructure.TIM1_Break = TIM1_Break_Enable;                                          //刹车功能使能

TIM1_BDTRInitStructure.TIM1_BreakPolarity =TIM1_BreakPolarity_High;                     //刹车输入极性

TIM1_BDTRInitStructure.TIM1_AutomaticOutput =TIM1_AutomaticOutput_Enable;    //自动输出使能

TIM1_BDTRConfig(&TIM1_BDTRInitStructure); 

TIM_Cmd(TIM1, ENABLE); //使能TIM1

TIM1_CtrlPWMOutputs(ENABLE); //使能TIM1的主输出

}

至此，用TIM1产生6路PWM互补输出的配置结束。

TIM1输出初始化缺省值:

{

TIM1_OCMode = TIM1_OCMode_Timing;

TIM1_OutputState = TIM1_OutputState_Disable;

TIM1_OutputNState = TIM1_OutputNState_Disable;

TIM1_Pulse = TIM1_Pulse_Reset_Mask;

TIM1_OCPolarity = TIM1_OCPolarity_High;

TIM1_OCNPolarity = TIM1_OCNPolarity_High;

TIM1_OCIdleState = TIM1_OCIdleState_Reset;

TIM1_OCNIdleState = TIM1_OCNIdleState_Reset;

}

TIM1死区初始化缺省值:

{

TIM1_OSSRState = TIM1_OSSRState_Disable;

TIM1_OSSIState = TIM1_OSSIState_Disable;

TIM1_LOCKLevel = TIM1_LOCKLevel_OFF;

TIM1_DeadTime = TIM1_DeadTime_Reset_Mask;

TIM1_Break = TIM1_Break_Disable;

TIM1_BreakPolarity = TIM1_BreakPolarity_Low;

TIM1_AutomaticOutput = TIM1_AutomaticOutput_Disable;

}

主要完成任务：

1、对无霍尔BLDC电机程序作了更深层的理解，尝试修改程序将 PWM_OFF的过零检测模式换成PWM_ON，删除程序冗余部分，对TIM 高级定时器的程序段作了详细注释，加深印象。

2、对有霍尔BLDC电机程序进行了解及解读，基本上理解其运行原理及程序编写方式。

带霍尔元件的BLDC电机：

与不带霍尔元件的电机的区别除了少了启动检测外，多了EXTI 外部中断，电机的转动程序在此中断服务子程序中。霍尔元件的检测采用了三个中断线路捕获转子位置。

对于其PWM输出与无霍尔元件BLDC电机相同，换向也是用六步换向为霍尔六步换向，但无过零检测即无ADC 外设的参与。