STM32之定時器PWM輸出

一、什麼是定時器

對于stm32f103系列單片機，其定時器是一個通過可程式設計預分頻器驅動的，16位自動裝載計數器。

1. 可程式設計預分頻器驅動
2. 計數器是16位的
3. 自動裝載

二、STM32中的定時器

定時器種類	捕獲/比較通道	互補輸出	特殊應用場景
基本定時器(TIM6,TIM7)	無	主要應用于驅動DAC
通用定時器(TIM2~TIM5)	4	無	通用。定時器技術，PWM輸出，輸入捕獲，輸出比較
進階定時器(TIM1,TIM8)	4	有	帶死區控制盒緊急刹車，可應用于PWM電機控制

三、通用定時器基本原理

1. 位于低速的APB1總線上
2. 16位的，計數值在1到65535之間調節
3. 支援向上、向下和向上/向下（也即中央對齊）3種計數模式；
4. 重裝載值自動裝載
5. 含有16位可程式設計預分頻器（也即TIMx_PSC寄存器），計數器時鐘頻率分頻系數可以在1到65535之間調節
6. 含有4個獨立通道(也即CH1到CH4),每個通道都可以用來：輸入捕獲、輸出比較、pwm生成以及單脈沖模式輸出；
7. 可以使用外部信号(TIMx_ETR)控制定時器之間的級聯
8. 如下事件發生時産生中斷/DMA(6個獨立的IRQ/DMA請求生成器）
   • 更新事件，也即計數器向上或向下溢出；
   • 觸發事件，也即計數器啟動、停止、初始化等；
   • 輸入捕獲；
   • 輸出比較；
   • 支援針對定位的增量（正交）編碼器和霍爾傳感器電路
   • 觸發輸入作為外部時鐘，或者按周期的電流管理。
9. 每個通用定時器都是完全獨立的，之間不共享任何資源，不會産生互相幹擾就制約。

四、時鐘系統

1. STM32有5個時鐘源：HSI、HSE、LSI、LSE、PLL
   • HSI是高速内部時鐘，RC振蕩器，頻率約為8MHz,精度不高
   • HSE是高速外部時鐘，可接石英/陶瓷諧振器，或者外接時鐘源，頻率範圍為4~16MHz
   • LSI是低速内部時鐘，RC振蕩器，頻率約為40kHz,提供低功耗時鐘。WDG
   • LSE是低速外部時鐘，接頻率為32.768kHz石英晶體。RTC
   • PLL為鎖相環倍頻輸出，其時鐘輸入可選擇HSI2、HSE或者HSE/2。倍頻可選擇2~16倍，但是其輸出頻率不超過72MHz
2. 系統時鐘 SYSCLK可來源于三個時鐘源
   • HS振蕩器時鐘
   • HSE振蕩器時鐘
   • PLL時鐘
3. STM32可以選擇一個時鐘信号輸出到MCO腳(PA8)上，可以選擇為PLL輸出的2分頻、HSI、HSE、或者系統時鐘
4. 有2條總線，AHB總線和APB總線，APB總線又分為低速APB1總線和高速APB2總線
5. 任何一個外設在使用之前，必須首先使能其相應的時鐘

五、計數器模式

通用定時器可以使用向上計數、向下計數、中央對齊（向上向下）計數模式。

Tout(溢出時間) = (ARR+1)(PSC+1) / Tclk

六、PWM輸出配置步驟

1. 使能定時器3和相關IO口時鐘。
   • 使能定時器3時鐘：

     RCC_APB1PeriphClockCmd();

   • 使能GPIOB時鐘：

     RCC_APB2PeriphClockCmd();

2. 初始化IO口為複用功能輸出。函數：

   GPIO_Init();

3. 這裡我們是要把PB5用作定時器的PWM輸出引腳，是以要重映射配置，

   是以需要開啟AFIO時鐘。同時設定重映射。

   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
   GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE);
              

4. 初始化定時器：ARR,PSC等：

   TIM_TimeBaseInit();

   參數	代碼	備注
   計數	TIM_Period	arr
   預分頻數	TIM_Prescaler	psc
   時鐘分割	TIM_ClockDivision	通常用于輸入捕獲PWM直接等于0
   計數模式	TIM_CounterMode	向上、向下向上/向下

5. 初始化輸出比較參數:

   TIM_OC2Init();

   參數	代碼	備注
   選擇定時器模式	TIM_OCMode	TIM_OCMode_PWM2
   比較輸出使能	TIM_OutputState	ENABLE/DISABLE
   輸出極性	TIM_OCPolarity	高/低

6. 使能預裝載寄存器：

   TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);

7. 使能定時器。

   TIM_Cmd();

8. 不斷改變比較值CCRx，達到不同的占空比效果:

   TIM_SetCompare2();