2019年03月14日 | STM32F103高级定时器死区时间的计算

看了一些网上讲死区时间计算的教程，觉得讲述的不是很清楚，所以在此用我自己理解的方式讲述一遍，如有错误，请读者赐教。

　　死区时间的设置：由寄存器“TIM1和TIM8刹车和死区寄存器TIMX_BDTR”中，位DTG[7:0]控制（中文数据手册可能出现错误，应当是DTG）。

　　官方数据手册的说明不容易看懂，举的例子与我的应用场合也不一致，我使用的是72MHz的晶振，讲一讲我的死区时间是怎么算出来的。

DT死区时间；

TDTS为系统时钟周期时长；

TDTG为系统周期时长乘以倍数，这个值用于计算最终死区时间，也叫作步长。

在72M的定时器时钟下，TDTS = 1/72M = 13.89ns。

　　这个计算比较复杂，主要思想就是把ＤTG的八位，掰成两半用。一半决定步长，另一半是与步长相乘的乘数，乘数可以自行设定，步长*乘数=死区时间。至于步长与乘数从哪里分开，看下表

项目 情况1 情况2 情况3 情况4

步长位置 DTG[7] DTG[7:6] DTG[7:5] DTG[7:5]

步长值（二进制） 1 10 110 111

步长是周期几倍 1 2 8 16

乘数位置 DTG[6:0] DTG[5:0] DTG[4:0] DTG[4:0]

乘数最大值 127 64+63 63+31 32+31

乘数范围 0~127 64~127 32~63 34~63

等价几倍周期 0~127 128~254 256~504 512~1008

周期125ns时，死区范围ns 0~15875 16000~31750 32000~63000 64000~126000

周期13.89ns时，死区范围ns 0~1764 1778~3528 3556~7000 7112~14001

接下来举例说明表格怎么用。

　　例如72MHz的晶振，需要14us的死区时间，那么属于情况4，DTG[7:5] = 0b111，DTG[4:0]=31=0b1111，所以DTG = 0xff。72MH晶振的情况下，最大只能14us的死区。

　　还是72MHz的晶振，需要3us的死区时间，那么属于情况2，DTG[7:6] = 0b10，步长=27.78，需要的乘数 = 3000÷27.78-64=108-64=44=0b101100，DTG[7:0]=0b10101100=0xAC。

　　实际的系统中，死区的时间一般由硬件的响应速度决定。我的系统使用的驱动电路设计参考之前的博客

　　使用的电机型号是JGB37-3530B。经过测试，3us的死区时间可以使用。

　　下边是电机初始化的函数，主要的功能是用STM32的高级定时器TIM1，输出嵌入死区的互补PWM。

　　使用两个通道输出PWM，通道1 的引脚是PA8和PB13，通道2 的引脚是PA9和PB14。一个周期是1ms，频率是1KHz，3us的死区时间。默认通道1的占空比是50%，通道2的占空比是0%，让电机以49.7%（占空比减去死区）的速度正转。

void PWM_Configuration(void)

{

    GPIO_InitTypeDef    GPIO_InitStructure;

    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_BaseInitStructure;

    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;

    TIM_BDTRInitTypeDef TIM_BDTRInitStructure;

    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    //开启TIM和相应端口时钟

    //启动GPIO

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA  | RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);

    //启动AFIO

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

    //启动TIM1

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);

    //GPIO做相应设置，为AF输出             //PA8，PB13一组互补输出  A9，PB14一组互补输出

    //PA.8/9口设置为TIM1的OC1输出口

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //复用推挽输出

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    //PB.13/14口设置为TIM1_CH1N和TIM1_CH2N输出口

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9);

    GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14);

    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);    

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel =  TIM1_UP_IRQn;    

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;       

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;  

    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    //TIM1基本计数器设置（设置PWM频率）1KHz 

    TIM_BaseInitStructure.TIM_Period = 1000-1;      //1khz  好计算。按照1%的精确度，理论最大72000/100 = 720KHz

    TIM_BaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72-1;

    TIM_BaseInitStructure.TIM_ClockDivision = 0;

    TIM_BaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//向上计数

    TIM_BaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;

    TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_BaseInitStructure);

    //启用ARR的影子寄存器（直到产生更新事件才更改设置）

    TIM_ARRPreloadConfig(TIM1, ENABLE);

    //TIM1_OC1模块设置（设置1通道占空比）

    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;//TIM脉冲宽度调制模式1

    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;//输出通道使能

    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable;//互补输出

    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;

    TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High;//TIM输出比较极性高

    //TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Set;

    TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Reset;

    TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState = TIM_OCNIdleState_Reset;

    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 500;//待装入捕获比较寄存器的脉冲值

    TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);

    //启用CCR1寄存器的影子寄存器（直到产生更新事件才更改设置）

    TIM_OC1PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);

    //TIM1_OC2模块设置（设置2通道占空比）

    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;

    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable;

    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;

    TIM_OC2Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);

    //启用CCR2寄存器的影子寄存器（直到产生更新事件才更改设置）

    TIM_OC2PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);

    //OCx输出信号与参考信号相同，只是它的上升沿相对参考信号的上升沿有一个延迟

    //OCxN输出信号与参考信号相同，只是它的上升沿相对参考信号的下降沿有一个延迟

    //死区设置

    TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSRState = TIM_OSSRState_Enable;

    TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSIState = TIM_OSSIState_Enable;

    TIM_BDTRInitStructure.TIM_LOCKLevel = TIM_LOCKLevel_2;

    TIM_BDTRInitStructure.TIM_DeadTime = 0xAC; //这里调整死区大小为3us      

    TIM_BDTRInitStructure.TIM_Break = TIM_Break_Disable;

    TIM_BDTRInitStructure.TIM_BreakPolarity = TIM_BreakPolarity_High;

    TIM_BDTRInitStructure.TIM_AutomaticOutput = TIM_AutomaticOutput_Enable;

    TIM_BDTRConfig(TIM1, &TIM_BDTRInitStructure);

    //TIM1_OC通道输出PWM

    TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE);

    //TIM1开启

    TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);

}