方法--概述/调用/重载

本文详细介绍了方法的概念、定义及作用,并通过实例演示了方法的调用方式,包括有返回值的方法和void方法的不同调用场景。此外,还探讨了方法重载的特点与应用。

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一、方法的概述和定义格式

什么是方法?

       方法(函数)就是一段独立特行的小程序, 不调用就不执行.

为什么要有方法?

       方法可以提高代码的复用性(重用性), 注意: 不能提高程序的执行效率

方法的定义格式为?

          修饰符 返回值类型 方法名 (参数类型 参数名1, 参数类型 参数名2...){
                 方法体;
                return 返回值;
          }
          修饰符: public static
          返回值类型: 跟方法运行后的结果有关.
          方法名: 合法的标识符即可
          参数类型 参数名(参数列表): 方法运行之前所需要的材料
          方法体: 方法真正要做的事情
          return:
                1. 结束方法
                2. 用于将方法的结果携带给调用者.
 定义方法之前的两个明确是?
        1. 明确返回值类型

        2. 明确参数列表

练习:

定义一个方法,去打印指定两个年份之间所有的闰年年份

如:将2000和2005传入方法,方法执行完毕会打印出这段之间的所有闰年年份

    2000和2004

提示:

计算公历年闰年的算法: 四年一闰,百年不闰,四百年再闰

翻译:

满足如下任意一条即使如年

1)年份是整百数的必须是400的倍数才是闰年(能被100整除并且能被400整除)

2)其他年份能被4的是闰年

实例: 2000 是整百数,并且是400的倍数所以是闰年; 2004年是4的倍数是闰年

2100 是整百的倍数但不是400的倍数,所以不是闰年

public class Ex04 {
	public static void main(String[] args) {
		Year(2000,2100);
	}
	
	private static void Year(int a, int b){
		for (int i = a; i <= b; i++) {
			if(i%100 == 0 && i%400 ==0){
				System.out.println(i);
			} else if(i%4 == 0 && i%100 != 0){
				System.out.println(i);
			}
		}
	}
}

二、方法调用之有明确返回值的方法调用

带有返回值的方法有几种调用方式?
        1. 赋值调用        --> 推荐
        2. 输出调用        --> 仅仅想打印结果的话, 使用这种方式
        3. 单独调用        --> 不推荐,因为没有任何意义.

三、方法调用之void修饰的方法调用

方法什么时候需要用void修饰?
            查看结果是否有后续的操作, 如果没有的话, 就可以定义为void
void修饰的方法有几种调用方式?
    总结:
        1. 单独调用         --> 只能这么调用   
        2. 输出调用        
        3. 赋值调用        

return语句:
         1. 结束方法
                注意:1. 如果方法的返回值类型是void, 那么return后面不能跟上具体的值.
                        2. 如果方法的返回值类型是void, 那么return语句可以省略不写.

         2. 用于将方法的返回值携带给调用者.

练习:

         1.键盘录入一个整数(正数或者负数都可以,但是符号位不算有效的数字位)

         2.定义一个方法,该方法的功能是计算该数字是几位数字,并将位数返回

         3.在main方法中打印该数字是几位数

         4.演示格式如下:

                  (1)演示一:

                          请输入一个整数:1234

                          控制台输出:1234是4位数字

                  (2)演示二:

                          请输入一个整数:-34567

                          控制台输出:-34567是5位数字

import java.util.Scanner;

public class Ex05 {
	public static void main(String[] args) {
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		System.out.println("请输入一个整数:");
		Number(sc.nextInt());
		sc.close();
	}
	
	private static void Number(int num){
		int a = num;
		int count = 0;
		while(true){
			if(num != 0)
				count++;
			else
				break;
			num /= 10;
		}
		System.out.println(a + "是" + count + "位数");
	}
}

四、方法重载的概述和特点

什么是方法的重载?
    总结: 在同一个类中, 方法名相同, 参数列表不同, 与返回值无关.
    参数列表:
        1. 类型不同
        2. 个数不同
        3. 顺序不同    --> 虽然可以构成重载, 但是没有意义.

方法的形参是基本数据类型, 传递的是?
        具体的值
                方法的形式参数是基本数据类型的时候, 形式参数的改变不回影响实际参数!!!
方法的形参是引用数据类型, 传递的是?
        地址值

                方法的形参是引用数据类型的时候, 形式参数的改变直接影响实际参数!!!

练习:

定义一个方法传入一个int类型数组,输出这个数组中每一个数字及其出现的个数

例如 传入数组[1,2,2,2,3,3,4,4,4,4]  打印结果:

                  数字1出现了1次

                  数字2出现了3次…

public class Ex07 {
	public static void main(String[] args) {
		int[] arr = {1,2,2,3,3,3,4,4,4,4};
		printArrCount(arr);
	}
	
	private static void printArrCount(int[] arr){
		for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
			int count = arrCount(arr, arr[i]);
			System.out.println("数字"+arr[i]+"出现了"+count+"次");
		}
	}
	
	private static int arrCount(int[] arr,int num){
		int count = 0;
		for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
			if(arr[i] == num){
				count++;
			}
		}
		return count;
	}
}


#include “tim.h” uint16_t TIM1_Impluse = 4200;//预设占空比 float z = 0; const uint32_t spwm[400] = { 4200,4265,4331,4397,4463,4529,4595,4660,4726,4791,4857,4922,4987,5051,5116,5180, 5244,5308,5371,5434,5497,5560,5622,5684,5746,5807,5868,5928,5988,6047,6106,6165, 6223,6280,6337,6394,6450,6505,6560,6615,6668,6721,6774,6826,6877,6927,6977,7026, 7075,7122,7169,7216,7261,7306,7350,7393,7436,7477,7518,7558,7597,7636,7673,7710, 7746,7781,7815,7848,7880,7911,7942,7971,8000,8027,8054,8080,8105,8128,8151,8173, 8194,8214,8233,8251,8268,8283,8298,8312,8325,8337,8348,8358,8366,8374,8381,8387, 8391,8395,8397,8399,8400,8399,8397,8395,8391,8387,8381,8374,8366,8358,8348,8337, 8325,8312,8298,8283,8268,8251,8233,8214,8194,8173,8151,8128,8105,8080,8054,8027, 8000,7971,7942,7911,7880,7848,7815,7781,7746,7710,7673,7636,7597,7558,7518,7477, 7436,7393,7350,7306,7261,7216,7169,7122,7075,7026,6977,6927,6877,6826,6774,6721, 6668,6615,6560,6505,6450,6394,6337,6280,6223,6165,6106,6047,5988,5928,5868,5807, 5746,5684,5622,5560,5497,5434,5371,5308,5244,5180,5116,5051,4987,4922,4857,4791, 4726,4660,4595,4529,4463,4397,4331,4265,4200,4134,4068,4002,3936,3870,3804,3739, 3673,3608,3542,3477,3412,3348,3283,3219,3155,3091,3028,2965,2902,2839,2777,2715, 2653,2592,2531,2471,2411,2352,2293,2234,2176,2119,2062,2005,1949,1894,1839,1784, 1731,1678,1625,1573,1522,1472,1422,1373,1324,1277,1230,1183,1138,1093,1049,1006, 963,922,881,841,802,763,726,689,653,618,584,551,519,488,457,428, 399,372,345,319,294,271,248,226,205,185,166,148,131,116,101,87, 74,62,51,41,33,25,18,12,8,4,2,0,0,0,2,4, 8,12,18,25,33,41,51,62,74,87,101,116,131,148,166,185, 205,226,248,271,294,319,345,372,399,428,457,488,519,551,584,618, 653,689,726,763,802,841,881,922,963,1006,1049,1093,1138,1183,1230,1277, 1324,1373,1422,1472,1522,1573,1625,1678,1731,1784,1839,1894,1949,2005,2062,2119, 2176,2234,2293,2352,2411,2471,2531,2592,2653,2715,2777,2839,2902,2965,3028,3091, 3155,3219,3283,3348,3412,3477,3542,3608,3673,3739,3804,3870,3936,4002,4068,4134 }; //TIM1的GPIO static void TIM_GPIO_Config(void) { GPIO_InitTypeDef TIM_GPIO_InitStruct; RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA | RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);//开钟 /-----------------------------PA8,PA7------------------------------------/ GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource8,GPIO_AF_TIM1);//引脚复用 主 PA8,PA7 GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource7,GPIO_AF_TIM1);//引脚复用 补 TIM_GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; //模拟模式GPIO_Mode_AN/F TIM_GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; //引脚 TIM_GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; //高速 TIM_GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽 TIM_GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN; GPIO_Init(GPIOA, &TIM_GPIO_InitStruct); //写入 TIM_GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7; GPIO_Init(GPIOA, &TIM_GPIO_InitStruct); /-----------------------------------------------------------------------/ /-----------------------------PA9,PB14------------------------------------/ GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_TIM1);//引脚复用 主 GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource14,GPIO_AF_TIM1);//引脚复用 补 TIM_GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; //模拟模式GPIO_Mode_AN/F TIM_GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //引脚 TIM_GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; //高速 TIM_GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽 TIM_GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN; GPIO_Init(GPIOA, &TIM_GPIO_InitStruct); //写入 TIM_GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14; GPIO_Init(GPIOB, &TIM_GPIO_InitStruct); /-----------------------------------------------------------------------/ /-----------------------------PA10,PB1------------------------------------/ GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_TIM1);//引脚复用 主 GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource1,GPIO_AF_TIM1);//引脚复用 补 TIM_GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; //模拟模式GPIO_Mode_AN/F TIM_GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; //引脚 TIM_GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; //高速 TIM_GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽 TIM_GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN; GPIO_Init(GPIOA, &TIM_GPIO_InitStruct); //写入 TIM_GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1; GPIO_Init(GPIOB, &TIM_GPIO_InitStruct); /-----------------------------------------------------------------------/ // TIM_GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN; //模拟模式 pa6死刹 // TIM_GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6; //引脚 // TIM_GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; //高速 // TIM_GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽 // TIM_GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; //浮空 // GPIO_Init(GPIOA, &TIM_GPIO_InitStruct); //写入 } //TIM1 static void TIM_A1_Mode_Config(void) { TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStruct; TIM_BDTRInitTypeDef TIM_BDTRInitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1,ENABLE);///使能时钟 //168MHZ->20kHZ 主频/(计数+1)*(预分频系数+1) //168MHz/8 * 1050 = 20khz /-----------------------------基本结构体------------------------------------/ TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = (8400-1); //自动重装载值 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=(10-1); //定时器分频 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1; //1分频 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0; //不需要重复计数 TIM_TimeBaseInit(TIM1,&TIM_TimeBaseInitStructure); //初始化TIM /-----------------------------基本结构体------------------------------------/ /-----------------------------输出比较------------------------------------/ TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //pwm模式选择 TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; ///使能输出通道 TIM_OCInitStruct.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable; //使能互补通道 TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = TIM1_Impluse; //预设占空比 TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //PWM1和2中的CH和CCR之间值的大小(多用pwm1的模式1) TIM_OCInitStruct.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High; //当使用了刹车功能时,两路PWM1和2都会被强制禁止,进而输出我们配置的的空闲先状态 TIM_OCInitStruct.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Set; //刹车时输出通道的状态 Set = high TIM_OCInitStruct.TIM_OCNIdleState = TIM_OCNIdleState_Reset; //刹车时互补通道的状态 Reset = low TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStruct); //使能通道1 TIM_OC1PreloadConfig(TIM1,TIM_OCPreload_Enable); /* 使能通道1重载 */ TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = TIM1_Impluse; TIM_OC2Init(TIM1, &TIM_OCInitStruct); TIM_OC2PreloadConfig(TIM1,TIM_OCPreload_Enable); TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = TIM1_Impluse; TIM_OC3Init(TIM1, &TIM_OCInitStruct); TIM_OC3PreloadConfig(TIM1,TIM_OCPreload_Enable); /-----------------------------输出比较------------------------------------/ /-----------------------------死区刹车------------------------------------/ TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSRState = TIM_OSSRState_Enable; //开启死区 TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSIState = TIM_OSSIState_Enable; //开启1空闲状态 TIM_BDTRInitStructure.TIM_LOCKLevel = TIM_LOCKLevel_1; //不同的锁定级别 (看BDTR寄存器) TIM_BDTRInitStructure.TIM_DeadTime = 20; //刹车时间,(看BDTR寄存器中的DTG[7:0]) //11转换成二进制为0000 1011 死区时间看[7;5]位,此处为000 TIM_BDTRInitStructure.TIM_Break = TIM_Break_Enable; //允许刹车 //BKIN 测到低电平 比较信号禁止 TIM_BDTRInitStructure.TIM_BreakPolarity = TIM_BreakPolarity_High; //高极性 TIM_BDTRInitStructure.TIM_AutomaticOutput = TIM_AutomaticOutput_Enable; //自动输出使能(刹车输入无效) TIM_BDTRConfig(TIM1, &TIM_BDTRInitStructure); //写入 /-----------------------------死区刹车------------------------------------/ TIM_ITConfig(TIM1, TIM_IT_Update, ENABLE); //允许定时器更新中断 | TIM_IT_Trigger TIM_Cmd(TIM1,ENABLE); //使能定时器 TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE); //主动输出使能 } static void TIM_NVIC_Config(void) { NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; /-----------------------------中断------------------------------------/ NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //分组 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM1_UP_TIM10_IRQn; //定时器1中断 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=14; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE; //使能中断 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //写入 /-----------------------------中断------------------------------------/ } void TIM_Init(void) { TIM_NVIC_Config(); TIM_GPIO_Config(); TIM_A1_Mode_Config(); } 分析该代码
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07-08
<think>我们分析的是STM32的定时器TIM1配置代码,用于生成三相SPWM(正弦脉宽调制)信号。代码主要包括GPIO配置、定时器基本配置、输出比较配置(用于PWM)、死区刹车配置以及中断配置。 代码结构: 1. 全局变量定义:包括预设占空比和SPWM波形表。 2. GPIO配置函数(TIM_GPIO_Config):配置TIM1的各个通道和互补通道的引脚复用。 3. 定时器模式配置函数(TIM_A1_Mode_Config):配置TIM1的时基、输出比较和死区刹车。 4. NVIC中断配置函数(TIM_NVIC_Config):配置定时器更新中断。 5. 初始化函数(TIM_Init):调用上述函数完成初始化。 下面我们逐部分分析: 一、全局变量 uint16_t TIM1_Impluse = 4200; // 预设占空比 float z = 0; // 可能用于后续计算,但当前未使用 const uint32_t spwm[400] = { ... }; // 存储一个周期的SPWM波形数据(400个点) 二、GPIO配置(TIM_GPIO_Config) 配置了TIM1的3个通道(CH1, CH2, CH3)和它们的互补通道(CH1N, CH2N, CH3N)的引脚: CH1: PA8, CH1N: PA7 CH2: PA9, CH2N: PB14 CH3: PA10, CH3N: PB1 每个引脚都配置为复用功能(AF),高速输出,推挽,下拉。 三、定时器模式配置(TIM_A1_Mode_Config) 1. 时基配置: TIM_Period = 8400-1 -> 自动重装载值(ARR)=8399 TIM_Prescaler = 10-1 -> 预分频器(PSC)=9 时钟源为168MHz(APB2),则定时器时钟为168MHz/(9+1)=16.8MHz。 定时器频率 = 16.8MHz / (8399+1) = 16.8MHz/8400 = 2000Hz(即2kHz)?但是注意,这里配置的是PWM的周期,实际PWM频率为20kHz(因为代码注释说:168MHz/8 * 1050 = 20kHz,但这里分频系数为10-1,即9,所以分频后为16.8MHz,ARR=8399,则PWM频率=16.8MHz/(8400)=2000Hz?)。这里需要重新计算: 实际PWM频率 = 定时器时钟 / (ARR+1) = 168MHz / (10 * 8400) = 168000000 / 84000 = 2000Hz? 这显然不对,因为目标20kHz。 根据注释:168MHz/8 * 1050 = 20kHz,但代码中预分频系数为10-1(即9),ARR为8400-1(即8399)。那么: 定时器时钟 = 168MHz / (9+1) = 16.8MHz PWM频率 = 16.8MHz / 8400 = 2000Hz(2kHz),与注释不符。 可能是注释有误?或者代码有误?但通常SPWM的频率(载波频率)在10kHz以上,这里2kHz可能偏低。需要根据实际需求调整。 2. 输出比较配置(PWM模式): 配置了三个通道(OC1, OC2, OC3)和它们的互补通道。 模式:PWM1(在向上计数时,当计数器小于比较值时输出有效电平,否则为无效电平) 输出极性:高(TIM_OCPolarity_High),即有效电平为高。 预设占空比:TIM1_Impluse(4200),这个值会写入CCR寄存器,占空比 = CCR / (ARR+1) = 4200/8400=50%。 空闲状态:当刹车时,通道输出高(Set),互补通道输出低(Reset)。 3. 死区刹车配置: 死区时间:20(具体时间需要根据定时器时钟计算,死区时间=20*定时器周期,定时器周期=1/16.8MHz≈59.5ns,则死区时间=20*59.5ns≈1.19us) 刹车功能使能,刹车输入极性为高(当刹车引脚输入高电平时触发刹车) 自动输出使能:当刹车输入无效时,自动恢复PWM输出。 4. 使能更新中断,使能定时器,使能PWM输出。 四、中断配置(TIM_NVIC_Config) 配置TIM1的更新中断(UP),优先级分组2,抢占优先级14,子优先级0,并使能。 五、初始化函数(TIM_Init) 按顺序调用NVIC配置、GPIO配置、定时器模式配置。 问题: 1. 定时器频率计算与注释不符(注释为20kHz,实际配置为2kHz)。 2. 死区时间配置为20,但实际死区时间需要根据定时器时钟和死区寄存器配置方式来确定。在STM32中,死区时间由BDTR寄存器的DTG[7:0]设置,具体计算公式为: DTG[7:5]=0xx:DT=DTG[7:0] * Tdtg,其中Tdtg=Tdts(即定时器时钟周期) DTG[7:5]=10x:DT=(64+DTG[5:0])*2*Tdtg DTG[7:5]=110:DT=(32+DTG[4:0])*8*Tdtg DTG[7:5]=111:DT=(32+DTG[4:0])*16*Tdtg 代码中直接设置TIM_DeadTime=20,属于第一种情况(因为20的二进制是00010100,最高3位000),所以死区时间=20*Tdtg=20*(1/16.8MHz)=1.19us。这个死区时间对于IGBT等功率器件可能偏小,通常需要几百纳秒到几微秒,具体根据器件选择。 改进建议: 1. 调整定时器分频和重装载值,使PWM频率达到目标值(如20kHz): 目标:PWM频率=20kHz 定时器时钟为168MHz(APB2),则: PWM周期 = 168MHz / 20kHz = 8400 所以ARR=8400-1=8399,分频系数=0(即1分频),则TIM_Prescaler=0(即写入0)。 或者分频系数为1(即2分频)?注意:预分频寄存器写入0表示1分频,1表示2分频,所以0分频就是不分频,则: TIM_Prescaler = 0; // 1分频 TIM_Period = 8399; // 8400-1 这样PWM频率=168MHz/8400=20kHz。 但原代码中预分频系数为10-1=9(即10分频),ARR=8399,则频率=168MHz/(10*8400)=2000Hz。所以若要20kHz,需要调整预分频系数为0(即1分频)或调整ARR。 2. 死区时间设置:根据实际硬件需求调整。如果1.19us足够,则无需修改。 3. 在中断服务函数中(代码未给出),应该会更新CCR的值(从spwm表中取值)以实现SPWM调制。注意:spwm表有400个点,那么每个PWM周期更新一次,则输出正弦波的频率为20kHz/400=50Hz(这是标准的交流电频率)。 总结: 该代码配置了TIM1为三相PWM输出,并带有死区和刹车功能,用于驱动三相逆变电路。但当前配置的PWM频率为2kHz,与注释不符,需要调整。另外,死区时间1.19us需要确认是否满足硬件需求。 注意:代码中使用了TIM1的更新中断,但中断服务函数(TIM1_UP_TIM10_IRQHandler)没有给出,应在中断服务函数中更新CCR的值(即改变占空比)以输出SPWM波形。 下面给出修改后的定时器配置(调整为20kHz): 预分频系数改为0(即1分频),ARR改为8399(8400-1)。 修改后的TIM_A1_Mode_Config函数中时基部分: ```c TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = (8400-1); //自动重装载值 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=0; //1分频(不分频) ``` 这样定时器时钟为168MHz,PWM频率=168MHz/8400=20kHz。 如果由于时钟过高导致配置死区时间不够精细,可以适当增加预分频,但需要重新计算ARR以保持20kHz。例如,使用2分频(TIM_Prescaler=1)则定时器时钟为84MHz,ARR=4200-1=4199,PWM频率=84MHz/4200=20kHz。 两种方式都可以,但注意死区时间的分辨率会随定时器时钟变化。 最后,由于SPWM表有400个点,每个点持续的时间为1/(20kHz*400) = 1/8e6 = 0.125us,但实际上每个点持续一个PWM周期(50us),所以输出正弦波的周期为400*50us=20ms,即50Hz。 因此,在中断服务函数中,每20kHz中断一次(即每50us中断一次),更新一次CCR(从spwm表中取下一个值)。中断服务函数示例: ```c void TIM1_UP_TIM10_IRQHandler(void) { static uint32_t index = 0; if (TIM_GetITStatus(TIM1, TIM_IT_Update) != RESET) { TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_IT_Update); // 更新三个通道的占空比 TIM_SetCompare1(TIM1, spwm[index]); TIM_SetCompare2(TIM1, spwm[(index + 133) % 400]); // 120度相位差:400/3≈133 TIM_SetCompare3(TIM1, spwm[(index + 266) % 400]); // 240度相位差 index = (index + 1) % 400; } } ``` 注意:三相正弦波需要互差120度,所以三个通道的spwm表索引应相差133和266(取模400)。 但是,原代码中spwm表是单相的,所以这里需要为三相分别设置相位差。 以上分析,希望对你有所帮助。 §§相关问题§§: 1. 如何计算STM32定时器产生的PWM频率? 2. STM32中死区时间如何配置和计算? 3. 如何用定时器中断实现SPWM调制? 4. 三相SPWM的相位差如何实现?</think>### STM32 TIM1 PWM配置代码分析 #### 代码功能概述 这段代码配置了STM32的TIM1定时器用于生成三相SPWM(正弦脉宽调制)信号,主要功能包括: 1. 配置TIM1的3个PWM通道(CH1-CH3)及其互补通道 2. 设置死区时间和刹车功能 3. 初始化GPIO引脚复用功能 4. 配置中断服务 #### 关键代码分析 ##### 1. 全局变量定义 ```c uint16_t TIM1_Impluse = 4200; // 预设占空比 const uint32_t spwm[400] = { ... }; // SPWM波形表(400点正弦波) ``` - `TIM1_Impluse`:PWM初始占空比 - `spwm`:预计算的正弦波表,用于生成SPWM波形 ##### 2. GPIO配置 ```c static void TIM_GPIO_Config(void) { GPIO_InitTypeDef TIM_GPIO_InitStruct; // 启用GPIO时钟 RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA | RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE); // 配置PA8(主)和PA7(补)作为TIM1_CH1和TIM1_CH1N GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource8, GPIO_AF_TIM1); GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource7, GPIO_AF_TIM1); TIM_GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; TIM_GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; TIM_GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; TIM_GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; TIM_GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN; GPIO_Init(GPIOA, &TIM_GPIO_InitStruct); // 类似配置其他通道... } ``` - **功能**:配置TIM1的PWM输出引脚 - **关键点**: - 使用GPIO复用功能(AF)连接定时器 - 配置3对主/补通道(CH1/CH1N, CH2/CH2N, CH3/CH3N) - 推挽输出模式,100MHz速度,下拉电阻 ##### 3. 定时器基础配置 ```c static void TIM_A1_Mode_Config(void) { TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; // 启用TIM1时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE); // 定时器时基配置 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = (8400-1); // 自动重装载值 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = (10-1); // 预分频器 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseInitStructure); } ``` - **参数计算**: - 系统时钟:168MHz (假设) - 定时器时钟 = 168MHz / 10 = 16.8MHz - PWM频率 = 16.8MHz / 8400 = 2kHz - PWM分辨率:8400步进 ##### 4. PWM输出配置 ```c TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStruct; // PWM模式配置 TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; TIM_OCInitStruct.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable; TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = TIM1_Impluse; // 初始占空比 TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; TIM_OCInitStruct.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High; TIM_OCInitStruct.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Set; TIM_OCInitStruct.TIM_OCNIdleState = TIM_OCNIdleState_Reset; // 配置三个通道 TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStruct); TIM_OC1PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable); // 类似配置通道2和3... ``` - **关键配置**: - PWM模式1:计数器 < CCR时输出有效电平 - 主通道和互补通道都启用 - 空闲状态:主通道高电平,互补通道低电平 - 启用预装载寄存器 ##### 5. 死区和刹车配置 ```c TIM_BDTRInitTypeDef TIM_BDTRInitStructure; TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSRState = TIM_OSSRState_Enable; TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSIState = TIM_OSSIState_Enable; TIM_BDTRInitStructure.TIM_LOCKLevel = TIM_LOCKLevel_1; TIM_BDTRInitStructure.TIM_DeadTime = 20; // 死区时间 TIM_BDTRInitStructure.TIM_Break = TIM_Break_Enable; TIM_BDTRInitStructure.TIM_BreakPolarity = TIM_BreakPolarity_High; TIM_BDTRInitStructure.TIM_AutomaticOutput = TIM_AutomaticOutput_Enable; TIM_BDTRConfig(TIM1, &TIM_BDTRInitStructure); ``` - **死区时间**:20个定时器时钟周期 - 计算:20 * (1/16.8MHz) ≈ 1.19μs - **刹车功能**:高电平触发刹车 - **自动输出**:刹车后自动恢复PWM输出 ##### 6. 中断和使能配置 ```c TIM_ITConfig(TIM1, TIM_IT_Update, ENABLE); // 启用更新中断 TIM_Cmd(TIM1, ENABLE); // 使能定时器 TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE); // 使能PWM输出 ``` ##### 7. 中断配置 ```c static void TIM_NVIC_Config(void) { NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM1_UP_TIM10_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 14; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); } ``` - 配置TIM1更新中断,优先级14(较低优先级) #### 系统工作流程 ```mermaid sequenceDiagram participant Main participant TIM1 participant GPIO participant PWM_Output Main->>TIM_Init: 初始化 TIM_Init->>TIM_NVIC_Config: 配置中断 TIM_Init->>TIM_GPIO_Config: 配置GPIO TIM_Init->>TIM_A1_Mode_Config: 配置定时器 TIM1->>PWM_Output: 生成PWM波形 TIM1-->>Main: 触发更新中断 Main->>TIM1: 更新spwm表值(未显示) ``` #### 潜在问题和改进建议 1. **PWM频率问题**: - 当前配置:2kHz (16.8MHz / 8400) - 典型电机控制需要10-20kHz,建议调整: ```c // 20kHz配置示例 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 840-1; // ARR TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 10-1; // PSC // 168MHz / 10 / 840 = 20kHz ``` 2. **死区时间优化**: - 当前死区:1.19μs - IGBT/MOSFET通常需要0.5-2μs,应根据开关器件特性调整 - 精确计算:`死区时间 = 值 × T_dts`,其中T_dts为定时器周期 3. **中断服务函数缺失**: - 代码中未提供中断服务函数,应在中断中更新spwm表: ```c void TIM1_UP_TIM10_IRQHandler(void) { if(TIM_GetITStatus(TIM1, TIM_IT_Update)) { static uint16_t index = 0; TIM_SetCompare1(TIM1, spwm[index]); TIM_SetCompare2(TIM1, spwm[(index+133)%400]); // 120°相位差 TIM_SetCompare3(TIM1, spwm[(index+266)%400]); // 240°相位差 index = (index+1)%400; TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_IT_Update); } } ``` 4. **刹车引脚配置**: - 代码中PA6刹车引脚被注释,如需使用应取消注释并配置 5. **占空比范围**: - spwm表值范围≈4200-8400,占空比范围50%-100% - 如需0-100%占空比,应调整spwm表范围 #### 典型应用场景 此配置适用于: 1. 三相电机驱动(BLDC/PMSM) 2. 逆变器控制 3. UPS电源系统 4. 其他需要三相PWM的应用
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