STM32--定时器输出pwm的几种模式

目录

定时器

输出脉冲模式：

PWM模式（PWM Mode）

输出比较模式（Output Compare Mode）

总结

占空比：

输出比较模式与占空比

PWM模式与占空比

输出比较模式与PWM模式的结合

输出比较模式实例：

问题记录：

参考：

定时器

定时器分类：

高级定时器

通用定时器

基本定时器

三种定时器都可以输出pwm，但是常用高级和通用定时器，功能更多。

输出脉冲模式：

常用的四种输出脉冲模式：

1.定时器中断里面设定电平高低进行脉冲输出，简单的翻转。

2.PWM1

3.PWM2

4.输出比较模式（也是一种翻转）

第一种很少用。

pwm1和pwm2的区别还没有搞懂。

PWM模式（PWM Mode）

PWM模式是定时器模块的一种重要功能，用于生成周期性变化的脉冲信号。STM32的定时器模块通常支持两种PWM模式：PWM1和PWM2。

• PWM1模式：在PWM周期内，当定时器的计数值小于比较值时，输出为高电平；当计数值大于比较值时，输出为低电平。
• PWM2模式：与PWM1相反，在PWM周期内，当定时器的计数值小于比较值时，输出为低电平；当计数值大于比较值时，输出为高电平。

优点：

1. 高效生成连续波形：硬件生成周期性PWM信号，不需要CPU干预，适用于需要连续波形输出的场景。
2. 灵活控制占空比：通过改变比较值可以灵活控制PWM信号的占空比，适用于调光、调速等应用。
3. 多用途：广泛应用于电机控制、LED调光、音频信号生成等领域。

缺点：

1. 配置相对复杂：需要正确设置定时器的频率、周期和比较值，初次使用可能需要花时间理解。
2. 频率和分辨率限制：PWM信号的频率和分辨率受限于定时器的硬件规格和时钟源，可能无法满足所有应用需求。

用途： PWM广泛用于电机控制、模拟信号生成、电源管理等领域，需要精确控制输出功率或电压

输出比较模式（Output Compare Mode）

输出比较模式是STM32定时器的一种功能，可以用来生成精确的时间事件。当定时器计数器的值与预设的比较值匹配时，定时器可以输出一个信号，改变输出引脚的状态（例如设为高电平、低电平或翻转）。STM32定时器的输出比较模式通常包括：

1. 冻结（Frozen）模式
2. 主动电平设置（Set Active Level on Match）
3. 电平复位（Set Inactive Level on Match）
4. 翻转（Toggle）模式
5. 强制高电平（Force Active Level）
6. 强制低电平（Force Inactive Level）

优点：

1. 精确控制：可以精确控制输出引脚的状态变化时刻，适用于时间敏感的应用。
2. 多种模式：提供多种输出模式，灵活应对不同的应用需求。
3. 低CPU开销：通过硬件实现，不占用CPU资源，适合实时性要求高的应用。

缺点：

1. 配置复杂：需要理解并正确配置定时器和相关寄存器。
2. 功能局限：主要用于生成单次或周期性的事件，对连续波形生成支持不如PWM。
   
    

   总结

   在STM32的定时器模块中，输出比较模式和PWM模式各有其特定的应用场景和优缺点。
   
   输出比较模式适用于需要精确控制输出引脚状态变化时刻的应用，如生成定时事件、测量时间间隔等。
   
   PWM模式适用于需要生成连续周期性波形的应用，如电机控制、LED调光、音频信号生成等。
   
   如果需要精确控制单次或周期性的时间事件，选择输出比较模式。
   如果需要生成连续的PWM信号，并灵活控制占空比，选择PWM模式（PWM1或PWM2）。

占空比：

在STM32的定时器模块中，输出比较模式和PWM模式是紧密相关的，尤其在PWM模式下，占空比的控制是核心功能。然而，严格来说，标准的输出比较模式本身并不是为控制占空比设计的。让我们深入探讨这个问题。

输出比较模式与占空比

输出比较模式本质上是通过比较定时器的计数值和预设的比较值（CCRx寄存器）来触发特定的行为，例如改变输出引脚状态。例如上文中的6种模式，尽管这些模式中部分可以改变输出引脚的状态，但它们并不是专门设计来控制占空比的。而占空比控制是PWM模式的核心功能。

PWM模式与占空比

PWM模式专门设计用于生成占空比可调的周期性信号。在PWM模式下，定时器的计数值在一个周期内连续计数（从0到预设的ARR值）。通过设置比较值（CCRx），可以定义在一个周期内高电平和低电平的时间，从而实现占空比的控制。

配置方法

1. 设置周期：通过设置自动重装载寄存器（ARR）的值确定PWM信号的周期。
2. 设置占空比：通过设置捕获/比较寄存器（CCRx）的值确定PWM信号的占空比。

例如，在PWM1模式下，当计数器值小于CCRx时，输出为高电平；当计数器值大于CCRx时，输出为低电平。这样，通过调整CCRx的值可以灵活控制占空比。

输出比较模式与PWM模式的结合

在一些特定的应用场景中，可以利用输出比较模式和PWM模式的结合来实现更复杂的占空比控制。例如，通过配置多个输出比较通道，可以在一个周期内多次改变输出引脚的状态，从而实现非标准的PWM信号。

结论

• 输出比较模式：主要用于生成精确的定时事件或单次/周期性引脚状态变化，不适合直接控制占空比。
• PWM模式：专门用于生成占空比可调的周期性信号，适合控制电机速度、LED亮度等。

如果您的应用需要控制占空比，建议使用PWM模式（PWM1或PWM2）。输出比较模式适合用于需要精确时序控制的其他场合，但不适合用于生成占空比可调的信号。

输出比较模式实例：

//输出引脚配置
static void PWM_TIM_GPIO_Config(void) 
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; 
  	RCC_APB2PeriphClockCmd(MOTOR_PUL_GPIO_CLK, ENABLE);
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = MOTOR_PUL_PIN;// 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP ;//GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(MOTOR_PUL_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

}

//中断配置
static void PWM_TIM_NVIC_Config(void)
{
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;     
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);		
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = PWM_TIM_CC_IRQn ;	
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;	 
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;	
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

     //对定时器配置成输出比较
void PWM_TIM_Mode_Config(void)
{   
     TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;  //时间基 结构体变量
     TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStruct;             //通道初始化 结构体变量   
 
     PWM_TIM_APBxClockCmd(PWM_TIM_CLK,ENABLE); //使能TIM1定时器时钟线
     //时间基设定参数
     TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;  //这里跟TIM1 产生PWM波功能无关
     TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计时模式
     //不知道为什么这里要设成65535才行，不是说比较输出模式和TIM_Period没关系吗
     TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 0XFFFF - 1;  //0xFFFF  - 1 
     TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = PWM_TIM_Prescaler;  //最高频率72MHZ  这里定义 预分频720 
     TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter =   0;                                                                                            
     TIM_TimeBaseInit(PWM_TIM,&TIM_TimeBaseInitStruct);//初始化函数 让刚刚配置的参数 输入到对应寄存器里面
 
     //pwm输出模式设定参数
     TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Toggle; //比较输出模式
     TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;//输出极性低
     TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //CER的CC1N，输入/捕获输出使能
     TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = 0;  //初始化占空比0   占空比可以依照TIM_Period进行配置 在它范围内就好了
     TIM_OC4Init(PWM_TIM,&TIM_OCInitStruct); //初始化函数 让刚刚配置的参数 输入到对应寄存器里面

     TIM_ITConfig(PWM_TIM, PWM_TIM_IT_CC, ENABLE);//使能通道4中断   
     TIM_OC4PreloadConfig(PWM_TIM,TIM_OCPreload_Disable);//输出比较时，要禁能 
     //TIM_ARRPreloadConfig(TIM1,ENABLE);//没搞懂影响
     TIM_ClearITPendingBit(PWM_TIM, TIM_IT_CC4 ); //清除中断标志
     //TIM_SetCompare4(TIM1, temp_data_06); //放在这里会影响第一个脉冲的宽度，不对

}

TIM_OC4PreloadConfig(PWM_TIM,TIM_OCPreload_Disable);//输出比较时，要禁能,因为禁能时，可以随时更改ccr的值；使能时，只有计数到arr的设定值时，才可以修改ccr的值，这样可以让脉冲更稳定，

//中断处理部分
void PWM_TIM_IRQHandler(void) 
{	
    if(TIM_GetITStatus(PWM_TIM, TIM_IT_CC4) != RESET){
        // 清楚定时器中断
	    TIM_ClearITPendingBit(PWM_TIM, TIM_IT_CC4 );//不知道放在中断开头还是结尾好        
        capture = TIM_GetCapture4(PWM_TIM);//一定要先读取计数值，
        TIM_SetCompare4(PWM_TIM, capture + temp_data_06);//在计数值基础上加上时间，等待计数值到达这个数
    }
}

一定要先读取计数值，想加后，再使用TIM_SetCompare4设定比较值

//初始化pwm用到的定时器，脉冲引脚
void motor_pwm_Init(void)
{
    PWM_TIM_NVIC_Config();
    PWM_TIM_GPIO_Config();	
	PWM_TIM_Mode_Config();	
}

//使用的时候，进行使能和禁能即可输出和关闭脉冲
TIM_Cmd(PWM_TIM,ENABLE); //使能计时器
TIM_CtrlPWMOutputs(PWM_TIM,ENABLE); //输出脉冲使能

设成0，定时器会被关闭，不输出脉冲。

关于到达TIM_Period设定值，会如何处理：
1. 只有对TIM_IT_Update中断使能，到达arr的值才会进入中断，因此在时候不会进入中断

2.会触发一个事件，然后对相关寄存器进行刷新，相关计数值也会刷新，因此ccr和tim->cnt的比较咩有影响。具体过程如下图

问题记录：

设置的是200us的宽度，不知道为什么第一个宽度会是400，

arr设置的是65535-1，不知道为什么，每次初始化完，在第一个脉冲前都会出现这么一段，把arr的值设小了，这一段也会变短。

参考：

STM32定时器之ARR，PSC俩兄弟

【经验分享】STM32实例-步进电机的速度控制 - STM32团队 ST意法半导体中文论坛

STM32 定时器输出比较翻转模式_stm32f4定时器输出比较翻转模式驱动代码-优快云博客