【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 器都有獨(dú)立的 DMA請(qǐng)求機(jī)制。 高級(jí)控制定時(shí)器 [22] 高級(jí)控制定時(shí)器(TIM1)由一個(gè) 16位的自動(dòng)裝載計(jì)數(shù)器組成，它由一個(gè)可編程預(yù)分頻器驅(qū)動(dòng)。它適合多種用途，包含測(cè)量輸入信號(hào)的脈沖寬度(輸入捕獲)，或者產(chǎn)生輸出波形(輸出比較，PWM，嵌入死區(qū)時(shí)間的互補(bǔ) PWM 等)。 使用定時(shí)器預(yù)分頻器和 RCC時(shí)鐘控制預(yù)分頻器，可以實(shí)現(xiàn)脈沖寬度和波形周期從幾個(gè)微秒至幾個(gè)毫秒的調(diào)節(jié)。高級(jí)控制(TIM1)和通用(TIMx)定時(shí)器是完全獨(dú)立的，它們不共享任何資源，它們可以同步操作。 高級(jí)控制定時(shí)器(TIM1)可以被看成是一個(gè)分配到 6個(gè)通道的三相 PWM發(fā)生器，它還可以被當(dāng)成一個(gè)完整的通用定時(shí)器。四個(gè)獨(dú)立的通道可以用于： 輸入捕獲 ； 輸出比較 ； 產(chǎn)生 PWM(邊緣或中心對(duì)齊模式) ； 單脈沖輸出 ； 反相 PWM輸出，具有程序可控的死區(qū)插入功能； 配置為 16位標(biāo)準(zhǔn)定時(shí)器時(shí)，它與 TIMx定時(shí)器具有相同的功能。配置為 16位 PWM發(fā)生器時(shí)，它具有全調(diào)制能力(0~100%)。 在調(diào)試模式下，計(jì)數(shù)器可以被凍結(jié)。很多功能都與標(biāo)準(zhǔn)的 TIM定時(shí)器相同，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也相同，因此高級(jí)控制定時(shí)器可以通過定時(shí)器鏈接功能與 TIM定時(shí)器協(xié)同操作，提供同步或事件鏈接功能。TIM1 定時(shí)器的功能包括： 16位上，下，上/下自動(dòng)裝載計(jì)數(shù)器 ；16位可編程預(yù)分頻器，計(jì)數(shù)器時(shí)鐘頻率的分頻系數(shù)為 1～65535 之間的任意數(shù)值； 4個(gè)獨(dú)立通道： ?輸入捕獲 ；?輸出比較； ?PWM 生成 (邊緣或中間對(duì)齊模式)； ?單脈沖模式輸出 ；?死區(qū)時(shí)間可編程的互補(bǔ)輸出。 使用外部信號(hào)控制定時(shí)器和定時(shí)器互連的同步電路； 在指定數(shù)目的計(jì)數(shù)器周期之后更新定時(shí)器寄存器； 剎車輸入信號(hào)可以將定時(shí)器輸出信號(hào)置于復(fù)位狀態(tài)或者一個(gè)已知狀態(tài)； 如下事件發(fā)生時(shí)產(chǎn)生中斷/DMA： ? 更新：計(jì)數(shù)器向上溢出/向下溢出，計(jì)數(shù)器初始化(通過軟件或者內(nèi)部/外部觸發(fā))； ? 觸發(fā)事件 (計(jì)數(shù)器啟動(dòng)，停止，初始化或者由內(nèi)部/外部觸發(fā)計(jì)數(shù))； ? 輸入捕獲； ? 輸出比較； ? 剎車信號(hào)輸入。 時(shí)基單元 可編程高級(jí)控制定時(shí)器的主要部分是一個(gè) 16位計(jì)數(shù)器和與其相關(guān)的自動(dòng)裝載寄存器。這個(gè)計(jì)數(shù)器可以向上計(jì)數(shù)、向下計(jì)數(shù)或者向上向下雙向計(jì)數(shù)。此計(jì)數(shù)器時(shí)鐘由預(yù)分頻器分頻得到。 計(jì)數(shù)器、自動(dòng)裝載寄存器和預(yù)分頻器寄存器可以由軟件讀寫，即使計(jì)數(shù)器還在運(yùn)行讀寫仍然有效。 時(shí)基單元包含： 計(jì)數(shù)器寄存器(TIM1_CNT)； 預(yù)分頻器寄存器 (TIM1_PSC)； 自動(dòng)裝載寄存器 (TIM1_ARR)； 周期計(jì)數(shù)寄存器 (TIM1_RCR)； 自動(dòng)裝載寄存器是預(yù)先裝載的。寫或讀自動(dòng)重裝載寄存器將訪問預(yù)裝載寄存器。根據(jù)在 TIM1_CR1寄存器中的自動(dòng)裝載預(yù)裝載使能位(ARPE)的設(shè)置，預(yù)裝載寄存器的內(nèi)容被永久地或在每次的更新事件 UEV時(shí)傳送到影子寄存器。當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到溢出條件(向下計(jì)數(shù)時(shí)的下溢條件)并當(dāng) TIM1_CR1寄存器中的 UDIS位等于 0時(shí)，產(chǎn)生更新事件。更新事件也可以由軟件產(chǎn)生。隨后會(huì)詳細(xì)描述每一種配置下更新事件的產(chǎn)生。 計(jì)數(shù)器由預(yù)分頻器的時(shí)鐘輸出 CK_CNT驅(qū)動(dòng)，僅當(dāng)設(shè)置了計(jì)數(shù)器 TIM1_CR1寄存器中的計(jì)數(shù)器使能位(CEN)時(shí)，CK_CNT 才有效。(有關(guān)更多的計(jì)數(shù)器使能的細(xì)節(jié)，請(qǐng)參見控制器的從模式描述)。 注：真正的計(jì)數(shù)器使能信號(hào) CNT_EN 是在 CEN 后的一個(gè)時(shí)鐘周期后被設(shè)置。 預(yù)分頻器描述 。預(yù)分頻器可以將計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘頻率按 1到 65536之間的任意值分頻。它是基于一個(gè)(在 TIM1_PSC寄存器中的)16 位寄存器控制的 16位計(jì)數(shù)器。因?yàn)檫@個(gè)控制寄存器帶有緩沖器，它能夠在工作時(shí)被改變。新的預(yù)分頻器的參數(shù)在下一次更新事件到來時(shí)被采用。 圖 24和 圖 25給出了 一些在預(yù)分頻器工作時(shí)，更改其參數(shù)的情況下計(jì)數(shù)器操作的例子。 圖 24 當(dāng)預(yù)分頻器的參數(shù)從 1 變到 2 時(shí)，計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖 圖 25 當(dāng)預(yù)分頻器的參數(shù)從 1 變到 4 時(shí)，計(jì)數(shù)器的時(shí)序圖 小結(jié)經(jīng)過比較和針對(duì)設(shè)計(jì)需要，使用定時(shí)器預(yù)分頻器和 RCC 時(shí)鐘控制預(yù)分頻器，可以實(shí)現(xiàn)脈沖寬度和波形周期從幾個(gè)微秒至幾個(gè)毫秒的調(diào)節(jié)。高級(jí)控制(TIM1)和通用(TIMx)定時(shí)器是完全獨(dú)立的，不共享任何資源，可以同步操作。 高級(jí)控制定時(shí)器(TIM1)還可以被看成是一個(gè)分配到 6個(gè)通道的三相 PWM發(fā)生器，它還可以被當(dāng)成一個(gè)完整的通用定時(shí)器。因此該設(shè)計(jì)選擇高級(jí)控制定時(shí)器(TIM1)。第 3 章 PWM 概述 原理PWM是 Pulse Width Modulation的縮寫，中文意思就是脈沖寬度調(diào)制，簡(jiǎn)稱脈寬調(diào)制。它是利用微處理器的數(shù)字輸出來對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，其控制簡(jiǎn)單、靈活和動(dòng)態(tài)響應(yīng)好等優(yōu)點(diǎn)而成為電力電子技術(shù)最廣泛應(yīng)用的控制方式，其應(yīng) 用 領(lǐng) 域 包 括 測(cè)量，通信，功率控制與變換，電 動(dòng) 機(jī)控 制 、 伺 服 控 制 、 調(diào) 光 、 開 關(guān) 電 源 ， 甚 至 某 些 音 頻 放 大 器 ， 因此研究基于 PWM技術(shù)的正負(fù)脈寬數(shù)控調(diào)制信號(hào)發(fā)生器具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。PWM是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。通過高分辨率計(jì)數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來對(duì)一個(gè)具體模擬信號(hào)的電平進(jìn)行編碼。PWM 信號(hào)仍然是數(shù)字的，因?yàn)樵诮o定的任何時(shí)刻，滿幅值的直流供電要么完全有(ON)，要么完全無(OFF)。電壓或電流源是以一種通(ON)或斷(OFF)的重復(fù)脈沖序列被加到模擬負(fù)載上去的。通的時(shí)候即是直流供電被加到負(fù)載上的時(shí)候，斷的時(shí)候即是供電被斷開的時(shí)候。只要帶寬足夠，任何模擬值都可以使用 PWM進(jìn)行編碼。多數(shù)負(fù)載(無論是電感性負(fù)載還是電容性負(fù)載)需要的調(diào)制頻率高 10Hz，通常調(diào)制頻率為 1kHz到 200kHz之間。占空比是接通時(shí)間與周期之比；調(diào)制頻率為周期的倒數(shù)。目前,運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)或電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)PWM的方法主要有傳統(tǒng)的數(shù)字電路方式、專用的PWM集成電路、單片機(jī)實(shí)現(xiàn)方式和可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)方式。用傳統(tǒng)的數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)PWM，電路設(shè)計(jì)較復(fù)雜，體積大，抗干擾能力差，系統(tǒng)的控制周期較長。專用的PWM集成電路或帶有PWM的單片機(jī)價(jià)格較高。對(duì)于單片機(jī)中無PWM輸出功能的情況，實(shí)現(xiàn)PWM將消耗大量的時(shí)間，大大降低了CPU的效率，而且得到的PWM信號(hào)精度不太高 [15]。 PWM 模式 脈沖寬度調(diào)制模式可以產(chǎn)生一個(gè)由 TIM1_ARR寄存器確定頻率、由 TIM1_CCRx寄存器確定占空比的信號(hào)。在 TIM1_CCMRx寄存器中的 OCxM位寫入“110”(PWM模式 1)或“111”(PWM 模式 2)，能夠獨(dú)立地設(shè)置每個(gè)通道工作在 PWM模式，每個(gè) OCx輸出一路 PWM。必須通過設(shè)置 TIM1_CCMRx寄存器 OCxPE位使能相應(yīng)的預(yù)裝載寄存器，最后還要設(shè)置 TIM1_CR1寄存器的 ARPE位使能自動(dòng)重裝載的預(yù)裝載寄存器(在向上計(jì)數(shù)或中心對(duì)稱模式中)。 因?yàn)閮H當(dāng)發(fā)生一個(gè)更新事件的時(shí)候，預(yù)裝載寄存器才能被傳送到影子寄存器，因此在計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)之前，必須通過設(shè)置 TIM1_EGR寄存器中的 UG位來初始化所有的寄存器。 OCx的極性可以通過軟件在 TIM1_CCER寄存器中的 CCxP位設(shè)置，它可以設(shè)置為高電平有效活和低電平有效。OCx 輸出通過 CCxE、CCxNE、MOE、OSSI和 OSSR位(在 TIM1_CCER 和 TIM1_BDTR 寄存器中)的組合控制。在 PWM模式(模式 1或模式 2)下，TIM1_CNT 和 TIM1_CCRx始終在進(jìn)行比較，(依據(jù)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)方向)以確定是否符合 TIM1_CCRx≤TIM1_CNT 或者TIM1_CNT≤TIM1_CCRx。根據(jù) TIM1_CR1寄存器中 CMS位的狀態(tài)，定時(shí)器能夠產(chǎn)生邊沿對(duì)齊的或中央對(duì)齊的 PWM 信號(hào)。PWM 邊沿對(duì)齊模式 向上計(jì)數(shù)配置 當(dāng) TIM1_CR1寄存器中的 DIR位為低的時(shí)候執(zhí)行向上計(jì)數(shù)。 當(dāng) TIM1_CNTTIM1_CCRx時(shí) PWM參考信號(hào)，OCxREF 為高，否則為低。如果TIM1_CCRx中的比較值大于自動(dòng)重裝載值(TIM1_ARR)，則 OCxREF保持為“1＂。如果比較值為 0，則 OCxREF保持為“0＂。 圖 31為 TIM1_ARR=8時(shí)邊沿對(duì)齊的 PWM波形實(shí)例。 圖 31 邊沿對(duì)齊的 PWM 波形(ARR=8) 向下計(jì)數(shù)的配置 當(dāng) TIM1_CR1寄存器的 DIR位為高時(shí)執(zhí)行向下計(jì)數(shù)。 在 PWM模式 1，當(dāng) TIM1_CNTTIM1_CCRx時(shí)參考信號(hào) OCxREF為低，否則為高。如果 TIM1_CCRx中的比較值大于 TIM1_ARR中的自動(dòng)重裝載值，則OCxREF保持