【文章內(nèi)容簡介】 器都有獨(dú)立的 DMA請求機(jī)制。 高級控制定時器 [22] 高級控制定時器(TIM1)由一個 16位的自動裝載計(jì)數(shù)器組成，它由一個可編程預(yù)分頻器驅(qū)動。它適合多種用途，包含測量輸入信號的脈沖寬度(輸入捕獲)，或者產(chǎn)生輸出波形(輸出比較，PWM，嵌入死區(qū)時間的互補(bǔ) PWM 等)。 使用定時器預(yù)分頻器和 RCC時鐘控制預(yù)分頻器，可以實(shí)現(xiàn)脈沖寬度和波形周期從幾個微秒至幾個毫秒的調(diào)節(jié)。高級控制(TIM1)和通用(TIMx)定時器是完全獨(dú)立的，它們不共享任何資源，它們可以同步操作。 高級控制定時器(TIM1)可以被看成是一個分配到 6個通道的三相 PWM發(fā)生器，它還可以被當(dāng)成一個完整的通用定時器。四個獨(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)定時器時，它與 TIMx定時器具有相同的功能。配置為 16位 PWM發(fā)生器時，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定時器相同，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也相同，因此高級控制定時器可以通過定時器鏈接功能與 TIM定時器協(xié)同操作，提供同步或事件鏈接功能。TIM1 定時器的功能包括： 16位上，下，上/下自動裝載計(jì)數(shù)器 ；16位可編程預(yù)分頻器，計(jì)數(shù)器時鐘頻率的分頻系數(shù)為 1～65535 之間的任意數(shù)值； 4個獨(dú)立通道： ?輸入捕獲 ；?輸出比較； ?PWM 生成 (邊緣或中間對齊模式)； ?單脈沖模式輸出 ；?死區(qū)時間可編程的互補(bǔ)輸出。 使用外部信號控制定時器和定時器互連的同步電路； 在指定數(shù)目的計(jì)數(shù)器周期之后更新定時器寄存器； 剎車輸入信號可以將定時器輸出信號置于復(fù)位狀態(tài)或者一個已知狀態(tài)； 如下事件發(fā)生時產(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，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； ? 剎車信號輸入。 時基單元 可編程高級控制定時器的主要部分是一個 16位計(jì)數(shù)器和與其相關(guān)的自動裝載寄存器。這個計(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)器時鐘由預(yù)分頻器分頻得到。 計(jì)數(shù)器、自動裝載寄存器和預(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)； 自動裝載寄存器 (TIM1_ARR)； 周期計(jì)數(shù)寄存器 (TIM1_RCR)； 自動裝載寄存器是預(yù)先裝載的。寫或讀自動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)時的下溢條件)并當(dāng) TIM1_CR1寄存器中的 UDIS位等于 0時，產(chǎn)生更新事件。更新事件也可以由軟件產(chǎn)生。隨后會詳細(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)分頻器的時鐘輸出 CK_CNT驅(qū)動，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，CK_CNT 才有效。(有關(guān)更多的計(jì)數(shù)器使能的細(xì)節(jié)，請參見控制器的從模式描述)。 注：真正的計(jì)數(shù)器使能信號 CNT_EN 是在 CEN 后的一個時鐘周期后被設(shè)置。 預(yù)分頻器描述 。預(yù)分頻器可以將計(jì)數(shù)器的時鐘頻率按 1到 65536之間的任意值分頻。它是基于一個(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@個控制寄存器帶有緩沖器，它能夠在工作時被改變。新的預(yù)分頻器的參數(shù)在下一次更新事件到來時被采用。 圖 24和 圖 25給出了 一些在預(yù)分頻器工作時，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，計(jì)數(shù)器的時序圖 圖 25 當(dāng)預(yù)分頻器的參數(shù)從 1 變到 4 時，計(jì)數(shù)器的時序圖 小結(jié)經(jīng)過比較和針對設(shè)計(jì)需要，使用定時器預(yù)分頻器和 RCC 時鐘控制預(yù)分頻器，可以實(shí)現(xiàn)脈沖寬度和波形周期從幾個微秒至幾個毫秒的調(diào)節(jié)。高級控制(TIM1)和通用(TIMx)定時器是完全獨(dú)立的，不共享任何資源，可以同步操作。 高級控制定時器(TIM1)還可以被看成是一個分配到 6個通道的三相 PWM發(fā)生器，它還可以被當(dāng)成一個完整的通用定時器。因此該設(shè)計(jì)選擇高級控制定時器(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，簡稱脈寬調(diào)制。它是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，其控制簡單、靈活和動態(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 測量，通信，功率控制與變換，電 動 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)制信號發(fā)生器具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。PWM是一種對模擬信號電平進(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)制用來對一個具體模擬信號的電平進(jìn)行編碼。PWM 信號仍然是數(shù)字的，因?yàn)樵诮o定的任何時刻，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。通的時候即是直流供電被加到負(fù)載上的時候，斷的時候即是供電被斷開的時候。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。占空比是接通時間與周期之比；調(diào)制頻率為周期的倒數(shù)。目前,運(yùn)動控制系統(tǒng)或電動機(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)價格較高。對于單片機(jī)中無PWM輸出功能的情況，實(shí)現(xiàn)PWM將消耗大量的時間，大大降低了CPU的效率，而且得到的PWM信號精度不太高 [15]。 PWM 模式 脈沖寬度調(diào)制模式可以產(chǎn)生一個由 TIM1_ARR寄存器確定頻率、由 TIM1_CCRx寄存器確定占空比的信號。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)置每個通道工作在 PWM模式，每個 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位使能自動重裝載的預(yù)裝載寄存器(在向上計(jì)數(shù)或中心對稱模式中)。 因?yàn)閮H當(dāng)發(fā)生一個更新事件的時候，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)，定時器能夠產(chǎn)生邊沿對齊的或中央對齊的 PWM 信號。PWM 邊沿對齊模式 向上計(jì)數(shù)配置 當(dāng) TIM1_CR1寄存器中的 DIR位為低的時候執(zhí)行向上計(jì)數(shù)。 當(dāng) TIM1_CNTTIM1_CCRx時 PWM參考信號，OCxREF 為高，否則為低。如果TIM1_CCRx中的比較值大于自動重裝載值(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時邊沿對齊的 PWM波形實(shí)例。 圖 31 邊沿對齊的 PWM 波形(ARR=8) 向下計(jì)數(shù)的配置 當(dāng) TIM1_CR1寄存器的 DIR位為高時執(zhí)行向下計(jì)數(shù)。 在 PWM模式 1，當(dāng) TIM1_CNTTIM1_CCRx時參考信號 OCxREF為低，否則為高。如果 TIM1_CCRx中的比較值大于 TIM1_ARR中的自動重裝載值，則OCxREF保持