2019年06月27日 | STM32复习笔记（八）PWM输出和 输入捕获

一、STM32 PWM工作过程：

STM32 PWM工作过程（通道1为例）

CCR1:捕获比较(值)寄存器（x=1,2,3,4):设置比较值。

CCMR1: OC1M[2:0]位：对于PWM方式下，用于设置PWM模式1【110】或者PWM模式2【111】

CCER:CC1P位：输入/捕获1输出极性。0：高电平有效，1：低电平有效。

CCER:CC1E位：输入/捕获1输出使能。0：关闭，1：打开。

二、PWM模式1 & PWM模式2：

寄存器TIMx_CCMR1的OC1M[2:0]位来分析：

void TIM_OC2PreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPreload);

void TIM_ARRPreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);

（1）自动重载的预装载寄存器：

void TIM_ARRPreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);

简单的说，ARPE=1,ARR立即生效。。。APRE=0,ARR下个比较周期生效。

（2）STM32 定时器3输出通道引脚：

Datasheet中表格会有详细说明

三、PWM输出库函数概述：

（1）PWM输出库函数：

void TIM_OCxInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);

typedef struct

{

  uint16_t TIM_OCMode;  //PWM模式1或者模式2

  uint16_t TIM_OutputState; //输出使能 OR失能

  uint16_t TIM_OutputNState;

  uint16_t TIM_Pulse; //比较值，写CCRx

  uint16_t TIM_OCPolarity; //比较输出极性

  uint16_t TIM_OCNPolarity; 

  uint16_t TIM_OCIdleState;  

  uint16_t TIM_OCNIdleState; 

} TIM_OCInitTypeDef;

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //PWM模式2

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

TIM_OCInitStructure. TIM_Pulse=100;

TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性:TIM输出比较极性高

TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM3 OC2

（2）设置比较值函数：

void TIM_SetCompareX(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare2);

（3）使能输出比较预装载：

void TIM_OC2PreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPreload);

（4）使能自动重装载的预装载寄存器允许位：

void TIM_ARRPreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);

四、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();

⑤  初始化输出比较参数:TIM_OC2Init();

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();

五、STM32 PWM工作过程---输入捕获：

附可直接使用的配置：（方便做各种智能车、擂台等4PWM）

1、底层配置：

void speed_Init(void)    //TIM3_CH1->PC6 CH2->PC7 CH3->PC8 CH4->PC9

{ 

//**********电机驱动设置************//

TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure ;

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);  //使能GPIO外设和AFIO复用功能模块时钟  

TIM_DeInit(TIM3);//初始化TIM3寄存器

GPIO_PinRemapConfig(GPIO_FullRemap_TIM3, ENABLE); //Timer3完全重映射  TIM3_CH1->PC6 CH2->PC7 CH3->PC8 CH4->PC9

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9; //TIM1_CH1  //设置该引脚为复用输出功能,输出TIM3 CH1的PWM脉冲波形 GPIOC.6

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

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO                

//**************************************************************************

//  定时器1设置： 72分频，频率10KHz，向上计数,105是为了速度为100时，PWM占空比不会到100，方便电机驱动自举生压。一般PWM频率大于1K，4-10K比较好。

//************************************************************************** 

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 105-1;

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 71;

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);

// 主定时器T3为 PWM3 模式 

    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;

    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;

    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;  

    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;

    TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);

    TIM_OC1PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);//使能的预装载寄存器

    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; 

    TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); 

    TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);//使能的预装载寄存器

    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; 

    TIM_OC3Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); 

    TIM_OC3PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);//使能的预装载寄存器

    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; 

    TIM_OC4Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); 

    TIM_OC4PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);//使能的预装载寄存器

    TIM_ARRPreloadConfig(TIM3, ENABLE); //使能定时器3

    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);

}

2、函数调用：

#include "delay.h"

#include "sys.h"

#include "sumjess_pwm.h"

 int main(void)

 {   

int b = 0;

delay_init();

   speed_Configuration();

while(1) 

{

for(b=0;b<100;b+=10){

TIM_SetCompare1(TIM3,b);   delay_ms(100);}

for(b=100;b>1;b-=10){

TIM_SetCompare1(TIM3,b);   delay_ms(100);}

    TIM_SetCompare1(TIM3,0);  delay_ms(2000);

for(b=0;b<100;b+=10){

TIM_SetCompare2(TIM3,b);   delay_ms(100);}

for(b=100;b>1;b-=10){

TIM_SetCompare2(TIM3,b);   delay_ms(100);}

TIM_SetCompare2(TIM3,0);  delay_ms(2000);

for(b=0;b<100;b+=10){

TIM_SetCompare3(TIM3,b);   delay_ms(100);}

for(b=100;b>1;b-=10){

TIM_SetCompare3(TIM3,b);   delay_ms(100);}

    TIM_SetCompare3(TIM3,0);  delay_ms(2000);

for(b=0;b<100;b+=10){

TIM_SetCompare4(TIM3,b);   delay_ms(100);}

for(b=100;b>1;b-=10){

TIM_SetCompare4(TIM3,b);   delay_ms(100);}

    TIM_SetCompare4(TIM3,0);  delay_ms(2000);

}

}

☆注：该函数满载为105，即：TIM_SetCompare1(TIM3,105);由于驱动半桥需要自举升压，占空比必须小于98%。最好在95%以下。所以写者留出5%，使用时只需写：0%~100%之间即可。

六、STM32 输入捕获工作过程（通道1为例）：

一句话总结工作过程：通过检测TIMx_CHx上的边沿信号，在边沿信号发生跳变（比如上升沿/下降沿）的时候，将当前定时器的值(TIMx_CNT)存放到对应的捕获/比较寄存器（TIMx_CCRx)里面，完成一次捕获。

（1）步骤1：设置输入捕获滤波器（通道1为例）

（2）步骤2：设置输入捕获极性（通道1为例）

（3）步骤三：设置输入捕获映射通道（通道1为例）：

（4）步骤四：设置输入捕获分频器（通道1为例）：

（5）步骤五：捕获到有效信号可以开启中断：

（6）最后：看看定时器通道对应引脚TIM5为例：

七、输入捕获通道初始化函数：

void TIM_ICInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_ICInitTypeDef* TIM_ICInitStruct);

typedef struct

{

  uint16_t TIM_Channel; //捕获通道1-4   

  uint16_t TIM_ICPolarity; //捕获极性

  uint16_t TIM_ICSelection; //映射关系

  uint16_t TIM_ICPrescaler; //分频系数

  uint16_t TIM_ICFilter;  //滤波器

} TIM_ICInitTypeDef;

TIM5_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;

TIM5_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; 

TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;

TIM5_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00;

TIM_ICInit(TIM5, &TIM5_ICInitStructure);

八、通道极性设置独立函数：

void TIM_OCxPolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPolarity)；

九、获取通道捕获值

uint32_t TIM_GetCapture1(TIM_TypeDef* TIMx)；

十、输入捕获的一般配置步骤：

① 初始化定时器和通道对应IO的时钟。

② 初始化IO口，模式为输入：GPIO_Init();

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; //PA0 输入

③初始化定时器ARR，PSC

   TIM_TimeBaseInit();

④初始化输入捕获通道

   TIM_ICInit();

⑤如果要开启捕获中断，

    TIM_ITConfig();

    NVIC_Init();

⑥使能定时器：TIM_Cmd();

⑦编写中断服务函数：TIMx_IRQHandler();