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STM32G474之TIM1输出PWM信号支持互补输出，死区时间和刹车

news 来源：原创 2024/9/20 19:44:14

STM32G474之TIM1输出PWM信号，互补输出，支持死区时间和刹车。PWM第1通道输出引脚配置：TIM1_CH1映射到PA8,TIM1_CH1N映射到PA7，TIM1_BKIN映射到PA6，用作刹车输入信号。当刹车时，停止PWM波形输出。在使用“比较输出通道2”时,需要将PA11引脚复用为TIM1_BKIN2，用作刹车输入。

1、测试程序

void Timer1_Init(void)
{
TIM_HandleTypeDef htim1;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};
TIM_BreakDeadTimeConfigTypeDef sBreakDeadTimeConfig = {0};

__HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE(); //使能“定时器1”的时钟,Enable TIM1 clock
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); //GPIOA时钟使能

   GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_8;
   //选择引脚编号8
   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; //复用功能推挽模式
   GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP; //设置上拉
   GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;//引脚的输出速度为120MHz
   GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF6_TIM1;
   //将PA8引脚复用为TIM1_CH1
   HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
   //根据GPIO_InitStruct结构变量指定的参数初始化GPIOA的外设寄存器

   GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_7;
   //选择引脚编号7
   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;//复用功能推挽模式
   GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP; //设置上拉
   GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
   //引脚的输出速度为120MHz
   GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF6_TIM1;
   //将PA7引脚复用为TIM1_CH1N
   HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
   //根据GPIO_InitStruct结构变量指定的参数初始化GPIOA的外设寄存器

   GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6;
   //选择引脚编号6
   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;//复用功能推挽模式
   GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP; //设置上拉
   GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
   //引脚的输出速度为120MHz
   GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF6_TIM1;
   //将PA6引脚复用为TIM1_BKIN，用作刹车输入
   HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
   //根据GPIO_InitStruct结构变量指定的参数初始化GPIOA的外设寄存器

//   GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_11;
//   //选择引脚编号7
//   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;//复用功能推挽模式
//   GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP; //设置上拉
//   GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
//   //引脚的输出速度为120MHz
//   GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF12_TIM1_COMP2;
//   //在使用“比较输出通道2”时,需要将PA11引脚复用为TIM1_BKIN2，用作刹车
//   HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
//   //根据GPIO_InitStruct结构变量指定的参数初始化GPIOA的外设寄存器

htim1.Instance = TIM1;
   htim1.Init.Period = PERIOD_VALUE; //周期值99
htim1.Init.Prescaler = (17-1); //16表示设置TIM1预分频器为17
htim1.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
   //设置时钟分频系数,TIM1_CR1中的CKD[9:8]=00b,tDTS=Ttim_ker_ck;
   //tim_ker_ck位定时器内核时钟，也就是定时器的计数器输入时钟
   //溢出时间为(99+1)*1*17/170000000/1=10us
   //最大误差为17/170000000=0.1us
htim1.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
   htim1.Init.RepetitionCounter = 0;//重复计数(1-0)次，产生1次中断，比较重要
htim1.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
HAL_TIM_PWM_Init(&htim1);//将TIM1初始化为PWM

sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;//TIMx_EGR.UG位用作产生TIM1_TRGO触发信号
sMasterConfig.MasterOutputTrigger2 = TIM_TRGO2_RESET;//TIMx_EGR.UG位用作产生TIM1_TRGO2触发信号
sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;//Master/slave mode is selected
HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim1, &sMasterConfig);
//Configures the TIM in master mode.

sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1; //设置为PWM1模式
sConfigOC.Pulse = PULSE_WIDTH_VALUE1; //比较值1,用来设置输出脉宽
sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH; //“OC输出极性”非空闲状态时，为高电平有效
sConfigOC.OCNPolarity = TIM_OCNPOLARITY_HIGH; //“OCN输出极性”非空闲状态时，为高电平有效
sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_ENABLE;
//定时器输出快速状态：“输出比较快速”使能，因为PWM输出频率高，还是用快速比较
sConfigOC.OCIdleState = TIM_OCIDLESTATE_RESET; //“OC的空闲状态”为低电平
sConfigOC.OCNIdleState = TIM_OCNIDLESTATE_RESET; //“OCN的空闲状态”为低电平
HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim1, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1);
//初始化“比较输出1通道”

sBreakDeadTimeConfig.OffStateRunMode = TIM_OSSR_ENABLE;//TIM_OSSR_DISABLE;
   //运行模式下的OFF状态：
   //TIMx_BDTR寄存器bit11(OSSR),OSSR=0,当处于“不活动”状态时，OC/OCN输出不使能，被定时器释放，强制进入Hi-Z状态。
   //TIMx_BDTR寄存器bit11(OSSR),OSSR=1,当不活动时，OC/OCN输出会启用其非活动电平。
sBreakDeadTimeConfig.OffStateIDLEMode = TIM_OSSI_ENABLE;//TIM_OSSI_DISABLE;
   //空闲模式下的OFF状态：
   //TIMx_BDTR寄存器bit10(OSSI),OSSI=0,当不活动时，OC/OCN输出不使能，被定时器释放，强制进入Hi-Z状态。
   //TIMx_BDTR寄存器bit10(OSSI),OSSI=1,当不活动时，OC/OCN输出强制使用其空闲状态的电平
sBreakDeadTimeConfig.LockLevel = TIM_LOCKLEVEL_OFF;
   //TIMx_BDTR寄存器bit9：8(LOCK[1:0])
   //LOCK[1:0]=00b,无写保护；
   //LOCK[1:0]=01b,TIMx_BDTR寄存器中的“DTG[7:0]，BKBID，BKE，BKP，AOE”，TIMx_CR2寄存器中的“OISx和OISxN”，写保护；
   //锁定位在CPU复位后只能写入一次。TIMx_BDTR寄存器一旦被写入，则它们的内容会被冻结，直到下一次CPU复位时才能改写。
sBreakDeadTimeConfig.DeadTime = 85;
   //死区时间：当时钟分频系数htim1.Init.ClockDivision=0时，死区时间DT=85*(1/170000000)=0.5us
   //TIMx_BDTR寄存器bit7:0(DTG[7:0])
   //只要锁定级别1、2或3已经被编程(TIMx_BDTR寄存器中的锁定位LOCK[1:0])，就不能修改死区时间
//DTG[7:5]=0xx，死区时间DT=DTG[7:0] * tdtg，tdtg=tDTS.
//DTG[7:5]=10x，死区时间DT=(64+DTG[5:0]) * tdtg，Tdtg=2*tDTS
//DTG[7:5]=110，死区时间DT=(32+DTG[4:0]) * tdtg，Tdtg=8*tDTS
//DTG[7:5]=111，死区时间DT=(32+DTG[4:0]) * tdtg，Tdtg=16*tDTS
   //时钟分频系数htim1.Init.ClockDivision
   //TIMx_CR1寄存器bit9:8(CKD[1:0]),通常CKD[1:0]=00b,tDTS=ttim_ker_ck;
   //CKD[1:0]=01b,tDTS=2*ttim_ker_ck;CKD[1:0]=10b,tDTS=4*ttim_ker_ck;CKD[1:0]=11b,保留

sBreakDeadTimeConfig.BreakState = TIM_BREAK_ENABLE;
   //使能TIM1_BKIN引脚检测
   //TIMx_BDTR寄存器bit12(BKE),BKE=1b,“刹车功能”使能
sBreakDeadTimeConfig.BreakPolarity = TIM_BREAKPOLARITY_LOW;
   //TIM1_BKIN引脚低电平有效
   //TIMx_BDTR寄存器bit13(BKP),BKP=0b,“tim_brk刹车输入信号”低电平停止PWM波形输出
sBreakDeadTimeConfig.BreakFilter = 0;
   //指定TIM1_BKIN引脚的“输入过滤器”
   //TIMx_BDTR寄存器bit19:16(BKF[3:0]),BKF[3:0]=0000b,tim_brk可以异步操作刹车
sBreakDeadTimeConfig.BreakAFMode = TIM_BREAK_AFMODE_INPUT; //指定TIM1_BKIN引脚的“复用功能”

sBreakDeadTimeConfig.Break2State = TIM_BREAK2_DISABLE; //关闭TIM1_BKIN2引脚检测，因为这里用不到"TIM1_BKIN2"
sBreakDeadTimeConfig.Break2Polarity = TIM_BREAK2POLARITY_HIGH; //TIM1_BKIN2引脚高电平有效
sBreakDeadTimeConfig.Break2Filter = 0; //指定TIM1_BKIN2引脚的“输入过滤器”
sBreakDeadTimeConfig.Break2AFMode = TIM_BREAK_AFMODE_INPUT; //指定TIM1_BKIN2引脚的“复用功能”

sBreakDeadTimeConfig.AutomaticOutput = TIM_AUTOMATICOUTPUT_ENABLE;
//刹车撤销后能自动恢复输出波形
// sBreakDeadTimeConfig.AutomaticOutput = TIM_AUTOMATICOUTPUT_DISABLE;
//刹车撤销后不会自动恢复输出波形
HAL_TIMEx_ConfigBreakDeadTime(&htim1, &sBreakDeadTimeConfig);
//配置BKIN刹车引脚和死区时间

HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);
   //启动PWM信号发生器：启动OC通道1
   //Start PWM signals generation：Start channel 1
   HAL_TIMEx_PWMN_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);//开启互补通道1输出到TIM1_CH1N
}

Timer1.h程序如下：

#ifndef __Timer1_H__
#define __Timer1_H__#include "stm32g4xx_hal.h"
#include "main.h"#define PERIOD_VALUE        (uint32_t)(100 - 1)  //周期值#define PULSE_WIDTH_VALUE1  (uint32_t)(100*0.5)   //比较值1,用来设置输出脉宽extern void  Timer1_Init(void);
extern void Print_TIM1_input_frequency(void);
#endif

2、输出波形