第五十六章、CH32V103应用教程——TIM-单脉冲模式

CH32V103应用教程——TIM-单脉冲模式

本章教程主要进行单脉冲输出演示：在单脉冲模式下，TIM2_CH2(PA1)引脚检测到一个上升沿，则在TIM2_CH1(PA0) 输出正脉冲。

1、TIM简介及相关函数介绍

单脉冲模式可以用于让微控制器响应一个特定的事件，使之在一个延迟之后产生一个脉冲，延迟和脉冲的宽度可编程。置 OPM 位可以使核心计数器在产生下一个更新事件 UEV 时（计数器翻转到 0）停止。

可以通过从模式控制器启动计数器，在输出比较模式或者PWM模式下产生 波形。设置控制寄存器1（TIMx_CTLR1）中的OPM位为1将选择在单脉冲模式下，在发生下一次更新事件(清除CEN位)时，计数器停止。

仅当比较值与计数器的初始值不同时，才能产生一个脉冲。启动之前(当定时器正在等待触发)，必须如下配置：

● 向上计数方式：计数器CNT < CCRx ≤ ATRLR (特别地, 0 < CCRx)，

● 向下计数方式：计数器CNT > CCRx。

如图，需要在TI2输入引脚上检测到一个上升沿开始，延迟Tdelay之后，在OC1上产生一个长度为Tpulse的正脉冲：

1）设定 TI2 为触发。

• 设置比较/捕获控制寄存器 1（TIM1_CHCTLR1）CC2S域为01b，把IC2映射到TI2；
• 设置比较/捕获使能寄存器（TIM1_CCER）的CC2P位为 0b，IC2设为上升沿检测；
• 设置从模式控制寄存器（TIM1_SMCFGR）TS域为 110b，TI2FP2 设为触发源；
• 设置从模式控制寄存器（TIM1_SMCFGR）SMS域为110b，TI2FP2 被用来启动计数器；
  

2）Tdelay 由比较捕获寄存器的的值确定，Tpulse 由自动重装值寄存器的值和比较捕获寄存器的值确定

假定当发生比较匹配时要产生从0到1的波形，当计数器达到预装载值时要产生一个从1到0的波形：

• 首先要设置比较/捕获控制寄存器 1（TIMx_CHCTLR1）的OC1M=111，进入PWM模式2；
• 根据需要有选择地使能预装载寄存器：设置比较/捕获控制寄存器 1（TIMx_CHCTLR1）的OC1PE=1和控制寄存器1（TIMx_CTLR1）中的ARPE；
• 然后在比较捕获寄存器（TIMx_CH1CVR）中填写比较值，在自动重装值寄存器（TIMx_ATRLR）中填写自动装载值；
• 最后设置事件产生寄存器（TIMx_SWEVGR ）的UG位来产生一个更新事件，然后等待在TI2上的一个外部触发事件。
  

在此配置中，CC1P=0，TIMx_CTLR1寄存器中的DIR和CMS位应该置低。因为只需要一个脉冲，所以必须设置TIMx_CTLR1寄存器中的OPM=1，在下一个更新事件(当计数器从自动装载值翻转到0)时停止计数。

特殊情况： OCx快速使能：在单脉冲模式下，在TIx输入脚的边沿检测逻辑设置CEN位以启动计数器。然后计数器和比较值间的比较操作产生了输出的转换。但是这些操作需要一定的时钟周期，因此它限制了可得到的最小延时Tdelay。

如果要以最小延时输出波形，可以设置比较捕获控制寄存器1（TIMx_CHCTLR1）中的OCxFE位；此时OCxREF(和OCx)直接响应激励而不再依赖比较的结果，输出的波形与比较匹配时的波形一样。OCxFE只在通道配置为PWM1和PWM2模式时起作用。

2、硬件设计

本章教程主要进行单脉冲输出演示：在单脉冲模式下，TIM2_CH2(PA1)引脚检测到一个上升沿，则在TIM2_CH1(PA0) 输出正脉冲。需要将PA1引脚与开发板3.3V引脚连接，PA0引脚与逻辑分析仪或者示波器连接检测输出正脉冲。

3、软件设计

本章教程主要进行单脉冲输出实验，具体程序如下：

tim.h文件

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#ifndef __TIM_H

#define __TIM_H



#include "ch32v10x_conf.h"



void One_Pulse_Init( u16 arr, u16 psc, u16 ccp );



#endif

tim.h文件主要进行函数的声明；

tim.c文件

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#include "tim.h"



/*******************************************************************************

* Function Name  : One_Pulse_Init

* Description    : Initializes TIM1 one pulse.

* Input          : arr: the period value.

*                  psc: the prescaler value.

*                  ccp: the pulse value.

* Return         : None

*******************************************************************************/

void One_Pulse_Init( u16 arr, u16 psc, u16 ccp )

{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;

    TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;

    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;



    RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );

    RCC_APB1PeriphClockCmd( RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE );



    //GPIO初始化配置

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure );



    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;

    GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure);



    //时基结构体初始化

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr;  //自动重装值寄存器的值

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = psc;   //驱动CNT计数器的时钟 = Fck_int/(psc+1)

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;  //时钟分频因子 ，配置死区时间时需要用到

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //计数器计数模式，设置为向上计数

    TIM_TimeBaseInit( TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);  //初始化定时器



    //输出比较结构体初始化

    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;  //输出比较模式选择

    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;  //输出使能

    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = ccp;  //设置占空比大小

    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;  //输出通道电平极性配置

    TIM_OC1Init( TIM2, &TIM_OCInitStructure );



    //输入捕获结构体初始化

    TIM_ICStructInit( &TIM_ICInitStructure );

    TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2;  //配置输入捕获通道，根据具体GPIO配置

    TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;  //设置输入的需要被捕获的信号的分频系数

    TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00;  //设置输入的需要被捕获的信号的滤波系数

    TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;  //配置输入捕获信号的极性

    TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;  //设置输入通道和捕获通道的映射关系

    TIM_ICInit( TIM2, &TIM_ICInitStructure );



    TIM_SelectOnePulseMode( TIM2,TIM_OPMode_Single );

    TIM_SelectInputTrigger( TIM2, TIM_TS_TI2FP2 );

    TIM_SelectSlaveMode( TIM2, TIM_SlaveMode_Trigger );

}

tim.c文件主要进行单脉冲输出配置。主要进行PA1检测上升沿引脚的配置以及PA0单脉冲输出引脚的配置。

main.c文件

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int main(void)

{

    USART_Printf_Init(115200);

    printf("SystemClk:%d\r\n",SystemCoreClock);



    One_Pulse_Init( 200, 48000-1, 100 );



    while(1);

}

main.c文件主要进行函数的初始化。

4、下载验证

将编译好的程序下载到开发版并复位，将PA1引脚与开发板3.3V引脚连接检测上升沿，使用逻辑分析仪采集PA0引脚的单脉冲输出，采集单脉冲输出如下：

当检测到一次上升沿，产生一次脉冲

模式多种，可以用于多种方面。