OC输出比较
OC(Output Compare)输出比较 输出比较可以通过比较CNT与CCR寄存器值的关系,来对输出电平进行置1、置0或翻转的操作,用于输出一定频率和占空比的PWM波形
每个高级定时器和通用定时器都拥有4个输出比较通道 高级定时器的前3个通道额外拥有死区生成和互补输出的功能
输出比较通道
在输出比较模块,会不断比较CNT和CCR的值,CCR是我们给定的一个值,当CNT大于、等于、小于CCR时,输出就会对应的置1、置0,从而输出一个电平不断跳变的PWM波形(REF)
可以将REF信号映射到主模式的TRGO输出上去
TIMX的四个通道有各自的CCR寄存器,但共用一个CNT计数器
PWM
PWM(Pulse Width Modulation)脉冲宽度调制, 在具有惯性的系统中,可以通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要的模拟参量,常应用于电机控速等领域
PWM参数:
频率 = 1 / TS
占空比 = TON / TS
分辨率 = 占空比变化步距
PWM模式
通过输出模式控制器的模式和极性选择,来决定要产生的PWM的形状
输出使能电路决定要不要输出
最后到OC1引脚,通过引脚定义表得知具体是哪个GPIO口
PWM频率: Freq = CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1)
PWM占空比: Duty = CCR / (ARR + 1)
PWM分辨率: Reso = 1 / (ARR + 1)
在设置参数时,先根据分辨率要求设置ARR,然后再设置占空比和PSC
代码
1.打开定时器和GPIO时钟
2.初始化GPIO,选择复用推挽输出模式
3.选择内部时钟源
4.时基单元初始化,不分频,向上计数,ARR,PSC
5.输出比较初始化,在这里我们只需要配置部分功能,所以先调用一个函数给OC赋初始值,然后单独修改要配置的值,PWM模式,极性,输出使能,初始CRR值
6.TIM使能
7.调用TIM_SetCompare1函数直接修改CCR的值
void PWM_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //开启TIM2的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟
/*GPIO重映射*/
// RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); //开启AFIO的时钟,重映射必须先开启AFIO的时钟
// GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2, ENABLE); //将TIM2的引脚部分重映射,具体的映射方案需查看参考手册
// GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE); //将JTAG引脚失能,作为普通GPIO引脚使用
/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //GPIO_Pin_15;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA0引脚初始化为复用推挽输出
//受外设控制的引脚,均需要配置为复用模式
/*配置时钟源*/
TIM_InternalClockConfig(TIM2); //选择TIM2为内部时钟,若不调用此函数,TIM默认也为内部时钟
/*时基单元初始化*/
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; //定义结构体变量
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //时钟分频,选择不分频,此参数用于配置滤波器时钟,不影响时基单元功能
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式,选择向上计数
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1; //计数周期,即ARR的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720 - 1; //预分频器,即PSC的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数器,高级定时器才会用到
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure); //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit,配置TIM2的时基单元
/*输出比较初始化*/
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; //定义结构体变量
TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure); //结构体初始化,若结构体没有完整赋值
//则最好执行此函数,给结构体所有成员都赋一个默认值
//避免结构体初值不确定的问题
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //输出比较模式,选择PWM模式1
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性,选择为高,若选择极性为低,则输出高低电平取反
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //初始的CCR值
TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure); //将结构体变量交给TIM_OC1Init,配置TIM2的输出比较通道1
/*TIM使能*/
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //使能TIM2,定时器开始运行
}
/**
* 函 数:PWM设置CCR
* 参 数:Compare 要写入的CCR的值,范围:0~100
* 返 回 值:无
* 注意事项:CCR和ARR共同决定占空比,此函数仅设置CCR的值,并不直接是占空比
* 占空比Duty = CCR / (ARR + 1)
*/
void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare)
{
TIM_SetCompare1(TIM2, Compare); //设置CCR1的值
}
输入捕获
IC(Input Capture)输入捕获
输入捕获模式下,当通道输入引脚出现指定电平跳变时,当前CNT的值将被锁存到CCR中,可用于测量PWM波形的频率、占空比、脉冲间隔、电平持续时间等参数
每个高级定时器和通用定时器都拥有4个输入捕获通道
可配置为PWMI模式,同时测量频率和占空比
可配合主从触发模式,实现硬件全自动测量
频率测量
测频法:在闸门时间T内,对上升沿计次,得到N,则频率 f_x=N / T
测周法:两个上升沿内,以标准频率fc计次,得到N ,则频率 f_x=f_c / N
输入信号进行滤波和极性选择后,来到了预分频器(每个通道各有一个),可以对前面的信号进行分频,分频之后的输出信号,就可以触发捕获电路进行工作,每来一个触发信号,CNT的值,就会向CCR转运一次,转运的同时,会触发一个捕获事件,这个事件会在状态寄存器置标志位,同时也可以产生中断,如果想在捕获的瞬间处理一些事情,就可以开启这个捕获中断,
主模式和从模式触发
主模式,可以将定时器内部的信号,映射到TRGO引脚,用于触发别的外设
从模式,接受其他外设或者自身外设的一些信号用于控制自身定时器的运行,也就是被别的信号控制
触发源选择,就是选择从模式的触发信号源
每次捕获后,都需要把CNT清零一下,可以从模式触发完成,触发源选择TIXFPX,从模式选择Reset,就能通过硬件自动完成
输入捕获单元配置
每个CCR的值都是从上一个上升沿到这个上升沿的计数值(如果选择上升沿触发)
信号频率太低的话,计数器可能溢出
可以配置一个引脚对应两个通道,一个选择上升沿触发直连,一个选择下降沿触发交叉连接,
CCR1的值是最新周期,CCR2的值是最新周期里高电平的计数值,从而可以同时测得一个引脚的频率和占空比
代码
/**
* 函 数:输入捕获初始化
* 参 数:无
* 返 回 值:无
*/
void IC_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //开启TIM3的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟
/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA6引脚初始化为上拉输入
/*配置时钟源*/
TIM_InternalClockConfig(TIM3); //选择TIM3为内部时钟,若不调用此函数,TIM默认也为内部时钟
/*时基单元初始化*/
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; //定义结构体变量
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //时钟分频,选择不分频,此参数用于配置滤波器时钟,不影响时基单元功能
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式,选择向上计数
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 65536 - 1; //计数周期,即ARR的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1; //预分频器,即PSC的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数器,高级定时器才会用到
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure); //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit,配置TIM3的时基单元
/*输入捕获初始化*/
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure; //定义结构体变量
TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //选择配置定时器通道1
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0xF; //输入滤波器参数,可以过滤信号抖动
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; //极性,选择为上升沿触发捕获
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //捕获预分频,选择不分频,每次信号都触发捕获
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //输入信号交叉,选择直通,不交叉
TIM_ICInit(TIM3, &TIM_ICInitStructure); //将结构体变量交给TIM_ICInit,配置TIM3的输入捕获通道
/*选择触发源及从模式*/
TIM_SelectInputTrigger(TIM3, TIM_TS_TI1FP1); //触发源选择TI1FP1
TIM_SelectSlaveMode(TIM3, TIM_SlaveMode_Reset); //从模式选择复位
//即TI1产生上升沿时,会触发CNT归零
/*TIM使能*/
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能TIM3,定时器开始运行
}
标签:输出,捕获,CCR,STM32,TIM,GPIO,PWM,输入,时钟
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