2019年09月25日 | stm32定时器输出4路频率可调的原理分析

1标题说不清楚，简单点说就是一个定时器输出4路可调节频率的pwm。

2这个功能能干嘛？

一般是用于控制多个步进电机。这样做一个定时器就可以控制4个电机了。

先上代码吧

u16 capture = 0;

vu16 CCR1_Val = 32768;

vu16 CCR2_Val = 16384;

vu16 CCR3_Val = 8192;

vu16 CCR4_Val = 4096;

void PWM1_Init(u16 arr,u16 psc)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;

    TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;

    TIM_BDTRInitTypeDef TIM_BDTRInitStructure;

//开启时钟

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);       //使能GPIO和服用功能时钟

//初始化GPIO

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3;    //PWM输出在PA8,9,10

    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);                               //初始化GPIO

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQn;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 65535;       

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 71;     

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; 

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Toggle;      //PWM模式

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //正向通道有效

TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;    //输出极性

TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Set;

TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState = TIM_OCIdleState_Reset;

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR1_Val;        //占空时间

TIM_OC1Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure);        //通道1

TIM_OC1PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Disable);

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR2_Val;        //占空时间

TIM_OC2Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure);        //通道2

TIM_OC2PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Disable);

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR3_Val;        //占空时间

TIM_OC3Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure);        //通道3

TIM_OC3PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Disable);

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR4_Val;        //占空时间

TIM_OC4Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure);        //通道4

TIM_OC4PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Disable);

TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);

TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_CC1 | TIM_IT_CC2 | TIM_IT_CC3 | TIM_IT_CC4, ENABLE);

}

extern "C" void TIM2_IRQHandler(void)

{

if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_CC1) != RESET)

{

TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC1 );

capture = TIM_GetCapture1(TIM2);

TIM_SetCompare1(TIM2, capture + CCR1_Val );

}

if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_CC2) != RESET)

{

TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC2);

capture = TIM_GetCapture2(TIM2);

TIM_SetCompare2(TIM2, capture + CCR2_Val);

}

if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_CC3) != RESET)

{

TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC3);

capture = TIM_GetCapture3(TIM2);

TIM_SetCompare3(TIM2, capture + CCR3_Val);

}

if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_CC4) != RESET)

{

TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC4);

capture = TIM_GetCapture4(TIM2);

TIM_SetCompare4(TIM2, capture + CCR4_Val);

}

}

实际测试：

  CCR1_Val=1000的时候，通道1输出的是500Hz的频率，这是为什么？，我如何控制想要的频率？看完下面你应该有所体会了

 CCR1_Val = 1000  ->500Hz    why?

    先看看pwm输出模式 TIM_OCMode_Toggle  这个模式的意思是  CNT和CCRx 比较成功后翻转IO

    CNT是最大计数值，这里是65535，分频72.速度就是1M也就是1us计数一次，CCRx是比较值。

    CCR1_Val = 1000，就是计数1000次，也就是1ms，

  也就是说每1ms翻转一次IO口，这就意味着高电平是1ms，低电平也是1ms，那么频率是多少？没错就是500Hz.

    在看看为什么要用中断来重置比较值CCRx？

    capture = TIM_GetCapture1(TIM2);

    TIM_SetCompare1(TIM2, capture + CCR1_Val );

    先看看capture = TIM_GetCapture1(TIM2);              这里是获取当前比较值，也就是获取CCRx的值

    TIM_SetCompare1(TIM2, capture + CCR1_Val );    这里就是设置比较值，也就是设置CCRx的值

    可能会疑问为什么要先获取前一次的比较值，然后加上现在的比较值?

    我们分析一下原理：

    我们定时器初始化的时候前面有讲到，计数是从0-65535，那么就是CNT会按0-65535这样计数。

    CNT要和CCRx比较，假设CCRx刚开始等于1000，CNT就从0计数到1000，然后和CCRx比较成功后就翻转IO口了，

    如果不做任何改变，CNT会继续计数1001....一直到65535，在这个阶段CNT永远不会等于CCRx的1000了，

    也就意味着IO口不会再发生翻转了。那么怎么解决呢?

    定时器在比较成功后会发生中断，我们在中断里从新设置了比较值，上一次值加上这一次值。

    在上面的例子中也就是CCRx=1000+1000=2000，也就是等CNT到2000时，又可以翻转IO了。

    CNT      0...1000        1001...2000          2001...3000

    CCRx    1000            1000+1000            2000+1000

    这样不断的循环就可以连续的输出脉冲频率了，我们只需要改CCR1_Val个值就可以改变这个通道的频率了。