【STM32CubeMX开发】-2.2-TIM_输出一个PWM信号

目录

1 Tim定时器的时钟源

2 Tim定时器的配置

2.1 PWM配置

2.2 中断配置

3 生成代码

4 测试结果

结尾


1 Tim定时器的时钟源

TIM3的时钟来源自APB1 Timer clocks,时钟树上所有总线频率均设置为了STM32F0能达到的最高频率,此时APB1 Timer clocks = 48MHz。

2 Tim定时器的配置

依次选择Pinout&Configuration -- > Timers -- > TIM3,参数配置如下:

Clock Source:选择Internal Clock内部时钟源。TIMInternal Clock来自APB1 Timer clock(MHz)

Prescaler(PSC – 16 bits value):时钟源分频系数(TIMx_PSCPSC),一个计数的时间长度为480/48MHz = 10微妙;

Counter Mode:(TIMx_CR1中的DIR)Up向上计数,Down向下计数,Center Aligned mode1/2/3;

Counter Period(AutoReload Register – 16 bits value):(TIMx_ARR中的ARR一个定时周期的时间,10000 * 10微妙 = 100毫秒;

Internal Clock Division:(TIMx_CR1中的CKD位)时钟分频因子。定义在定时器时钟频率与数字滤波器使用的采样频率之间的分频比例;

RepetitionCounter:配置重复计数器的值,这里设置为0,表示不使用重复计数功能;

auto-reload preload:(TIMx_CR1中的ARPE位)自动重装载预装载允许位。定义在TIMx_ARR和实际的自动重装载寄存器之间是否设置缓冲器;

Trigger Output (TRGO) Parameters :一般是用来设置用作其他外设的触发源的。比如将Trigger Event Selection选择为Update Event,然后在其他外设比如ADC中配置外部触发源时选择该定时器的触发事件(如果可以的话),这样在定时器产生Update Event时就可以启动外设,实现用定时器来控制外设启动的功能;

2.1 PWM配置

Channel 1中,选择PWM Generation CH1,会自动将MCU的PA6配置为TIM3_CH1,通过该PIN输出PWM信号。

PWM的一个周期的时间等于Counter Period的时间100ms,

PWM的Mode选择:

  • PWM mode 1:在向上计数中,当计数值小于CCR值时输出高电平,计数值大于CCR值时输出低电平;在向下计数中,当计数值小于CCR值时输出低电平,计数值大于CCR值时输出高电平;
  • PWM mode 2:在向上计数中,当计数值小于CCR值时输出低电平,计数值大于CCR值时输出高电平;在向下计数中,当计数值小于CCR值时输出高电平,计数值大于CCR值时输出低电平。

Pulse(16 bits value)表示CH Polarity电平的持续时间,这里高电平持续30ms,低电平持续70ms;

Fast Mode:如果频率太高可以使能快速模式。可以大大提高PWM反应时间;同时将IO口输出速度调高。

2.2 中断配置

NVIC Settings中,选择合适的中断优先级并勾选TIM3 global interrupt的中断使能。

3 生成代码

单击GENERATE CODE,生成代码:通过HAL_TIM_Base_Start(&htim3) 启动TIM3TIM3_IRQHandler中断函数间隔100ms被周期调用一次。通过HAL_TIM_PWM_Start启动PWM信号的输出。过程中可通过调用__HAL_TIM_SET_COMPARE来改变占空比。

Main.c

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{

  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_TIM1_Init();
  MX_TIM3_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  demo_init();
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
		
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

stm32f0xx_it.c

/**
  * @brief This function handles TIM3 global interrupt.
  */
void TIM3_IRQHandler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN TIM3_IRQn 0 */

  /* USER CODE END TIM3_IRQn 0 */
  HAL_TIM_IRQHandler(&htim3);
  /* USER CODE BEGIN TIM3_IRQn 1 */

  /* USER CODE END TIM3_IRQn 1 */
}

demo.c

#include "main.h"
#include "demo.h"
#include "tim.h"

#define LED_SWITCH_TIMER       500    // Unit:ms
#define FUNCTION_CALL_CYCLE    1      // Unit:ms

void demo_init(void)
{
    /********************************Start timer TIM1**********************************/
	HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim1);       
	
	/********************************Start timer TIM3**********************************/
	HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3);        

	HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_1);/* PWM generation Error */
}

void demo_main(void)
{
    static uint16_t led_timer = 0;
    static uint8_t led_flg = 0;		
	
	  if(led_timer <= (LED_SWITCH_TIMER / FUNCTION_CALL_CYCLE))
		{
				led_timer += FUNCTION_CALL_CYCLE; 
		}
	  else
	  {
	      led_timer = 0;
			
				if(led_flg == 0)
				{
					   led_flg = 1;
					
						 HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,LED_DO_Pin,GPIO_PIN_RESET);   // ON LED
				}
				else
				{
					   led_flg = 0;
					
					   HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,LED_DO_Pin,GPIO_PIN_SET);     // OFF LED
				}	
	  }

}

4 测试结果

PWM信号占空比30%,一个周期100ms。

结尾

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<think>好的,我现在需要帮助用户在STM32CubeMX配置定时器1和ADC以实现FOC电机控制。首先,我需要回忆一下FOC电机控制的基本需求。FOC通常需要精确的PWM信号来控制电机绕组,同时需要定时触发ADC采样电流,以实现闭环控制。因此,配置定时器和ADC的协同工作至关重要。 首先,用户提到了定时器1和ADC的配置。定时器1在STM32中通常是高级定时器,支持互补PWM输出,这对于驱动三相电机中的上下桥臂非常重要,可以防止直通短路。所以第一步应该是配置定时器1生成互补PWM信号。互补PWM需要设置主通道和互补通道,并且可能需要死区时间的配置,确保上下桥臂的开关有足够的间隔时间。 接下来是ADC的配置。在FOC中,通常需要定时采样电机相电流。由于电流可能在PWM周期中间达到峰值,因此需要利用定时器的触发信号来同步ADC采样。这里可能需要使用定时器的TRGO事件来触发ADC转换。比如,在PWM的中心对齐模式下,可以在计数器向上和向下计数时触发ADC采样,这样可以捕捉到电流的准确值。 另外,用户提供的引用[2]中提到,使用TIM触发ADC时,可能需要配置定时器为PWM模式2,并设置TRGO信号为OC1REF。这可能涉及到定时器的工作模式设置,以及ADC触发源的选择。同时,ADC需要配置为外部触发模式,并选择对应的定时器触发源,比如定时器1的TRGO事件。 还需要注意ADC的采样通道和注入通道或规则通道的配置。在电机控制中,通常使用注入通道来中断当前转换,优先采样关键的电流信号。引用[1]提到定时器注入中断ADC采样,这可能需要在ADC配置中启用注入组,并设置相应的触发源为定时器触发。 另外,中断的处理也很重要。ADC转换完成后需要及时读取数据,并进行Clarke和Park变换等FOC算法处理。因此,可能需要启用ADC转换完成中断,并在中断服务程序中处理数据。同时,定时器的中断可能需要用来更新PWM占空比,或者处理其他实时任务。 还有一点需要考虑的是时钟配置。定时器的时钟频率需要足够高,以生成足够高频率的PWM信号,通常电机控制需要几十kHz的频率。同时,ADC的时钟也需要配置正确,确保采样时间足够短,以准确捕捉电流信号。 最后,可能需要结合RTOS,如引用[1]中提到的RT Thread配置,来实现多任务处理,比如电机控制循环、通信等。不过用户的问题主要集中在定时器和ADC的配置,这部分需要详细说明步骤。 现在需要将这些步骤整理成结构化的配置方法,包括定时器1的PWM配置、ADC触发设置、中断配置,以及可能的DMA传输。同时,需要参考用户提供的引用内容,确保配置方法与现有资料一致,比如使用互补PWM、定时器注入中断、SPI和USB配置等,但用户的问题重点在定时器和ADC,所以需要突出这部分。</think>在STM32CubeMX配置定时器1(TIM1)与ADC以实现FOC电机控制,需遵循以下步骤: --- ### **1. 定时器1(TIM1)配置** #### **1.1 基础PWM生成** - **模式选择**:在`TIM1`配置界面,选择`PWM Generation CHx`(通道根据硬件设计选择,如CH1/CH2/CH3)[^1]。 - **互补输出**:启用互补通道(如CH1N/CH2N/CH3N),并配置死区时间(Dead Time),防止上下桥臂直通[^1]。 - **时钟与频率**:设置预分频器(Prescaler)和计数器周期(Counter Period),例如: $$ \text{PWM频率} = \frac{\text{TIM1时钟源频率}}{(\text{Prescaler} + 1) \times (\text{Counter Period} + 1)} $$ - **对齐模式**:选择中心对齐模式(Center-Aligned Mode),以便在PWM周期中点触发ADC采样[^2]。 #### **1.2 触发ADC的配置** - **TRGO事件设置**:在`Parameter Settings`中,配置`Trigger Output (TRGO)`为`Update Event`或`OC1REF`(根据触发时机需求)[^2]。 - **PWM模式调整**:若需上升沿触发ADC,需将定时器模式改为`PWM Mode 2`(计数器 < CCR时输出有效电平)。 --- ### **2. ADC配置** #### **2.1 规则组或注入组** - **触发源选择**:在ADC配置中,设置外部触发源为`TIM1_TRGO`。 - **注入通道(推荐)**: - 配置注入通道(Injected Channels)用于电流采样,支持中断抢占。 - 设置采样时间(Sample Time)为电机电流稳定后的时间(如1.5~3.5个ADC时钟周期)。 #### **2.2 中断与DMA** - **中断使能**:启用ADC全局中断或注入组转换完成中断。 - **DMA(可选)**:若需高效传输数据,配置DMA将ADC结果直接传输到内存。 --- ### **3. 代码集成** - **中断服务函数**:在ADC转换完成中断中读取电流值,并执行FOC算法(如Clarke/Park变换、PI调节)。 - **PWM更新**:通过`HAL_TIM_PWM_Start()`启动定时器,并动态更新CCR寄存器以调整占空比。 --- ### **示例配置示意图** ```c // 启动TIM1和ADC HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1); HAL_ADCEx_InjectedStart_IT(&hadc1); // ADC中断回调函数 void HAL_ADCEx_InjectedConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc) { uint16_t current = HAL_ADCEx_InjectedGetValue(hadc, ADC_INJECTED_RANK_1); // 执行FOC算法并更新PWM占空比 } ``` ---
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