第五十七章、CH32V103应用教程——TIM-输出比较

发表于 2021-1-21 15:22

CH32V103应用教程——TIM-输出比较

本章教程演示TIM_CH1(PA8)引脚在4种输出比较模式下，输出波形。4种模式及现象如下：

1、TIM输出比较时间模式，即比较/捕获控制寄存器 1（TIM1_CHCTLR1）OCxM域设置为000：冻结。比较捕获寄存器的值与核心计数器间的比较值对OC1REF不起作用；

2、TIM输出比较主动模式，即比较/捕获控制寄存器 1（TIM1_CHCTLR1）OCxM域设置为001：强制设为有效电平。当核心计数器与比较捕获寄存器1的值相同时，强制OC1REF为高；

3、TIM输出比较非主动模式，即比较/捕获控制寄存器 1（TIM1_CHCTLR1）OCxM域设置为010：强制设为无效电平。当核心计数器的值与比较捕获寄存器1相同时，强制OC1REF为低；

4、TIM输出比较触发模式，即比较/捕获控制寄存器 1（TIM1_CHCTLR1）OCxM域设置为011：翻转。当核心计数器与比较捕获寄存器1的值相同时，翻转OC1REF的电平。

1、TIM简介及相关函数介绍

比较输出模式是定时器的基本功能之一。比较输出模式的原理是在核心计数器（CNT）的值与比较捕获寄存器的值一致时，输出特定的变化或波形。OCxM 域（在 R16_TIMx_CHCTLRx 中）和 CCxP 位（在 R16_TIMx_CCER 中）决定输出的是确定的高低电平还是电平翻转。产生比较一致事件时还会置CCxIF 位，如果预先置了 CCxIE 位，则会产生一个中断；如果预先设置了 CCxDE 位，则会产生一个 DMA请求。

配置为比较输出模式的步骤为下：

1）配置核心计数器（CNT）的时钟源和自动重装值；

2）设置好需要对比的计数值到比较捕获寄存器（R16_TIMx_CHxCVR）中；

3）如果需要产生中断，置 CCxIE 位；

4）保持 OCxPE 为 0，禁用比较捕获寄存器的预装载寄存器；

5）设定输出模式，设置 OCxM 域和 CCxP 位；

6）使能输出，置 CCxE 位；

7）置 CEN 位启动定时器；

关于CH32V103 TIM具体信息，可参考CH32V103应用手册。TIM标准库函数在第七章节已介绍，在此不再赘述。

2、硬件设计

本章教程演示TIM_CH1(PA8)引脚在4种输出比较模式下输出波形，因此只需要将开发板PA8引脚与外部设备连接即可，此处将PA8引脚与逻辑分析仪连接检测PWM波形。

3、软件设计

本章教程演示TIM_CH1(PA8)引脚在4种输出比较模式下输出波形，具体程序如下：

tim.h文件

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#ifndef __TIM_H

#define __TIM_H



#include "ch32v10x_conf.h"



/* Output Compare Mode Definition */

#define OutCompare_Timing   0

#define OutCompare_Active   1

#define OutCompare_Inactive 2

#define OutCompare_Toggle   3



/* Output Compare Mode Selection */

//#define OutCompare_MODE OutCompare_Timing

//#define OutCompare_MODE OutCompare_Active

//#define OutCompare_MODE OutCompare_Inactive

#define OutCompare_MODE OutCompare_Toggle



void TIM1_OutCompare_Init( u16 arr, u16 psc, u16 ccp );



#endif

tim.h文件主要进行相关宏定义和函数声明；

tim.c文件

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#include "tim.h"



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

* Function Name  : TIM1_OutCompare_Init

* Description    : Initializes TIM1 output compare.

* Input          : arr: the period value.

*                  psc: the prescaler value.

*                                    ccp: the pulse value.

* Return         : None

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

void TIM1_OutCompare_Init( u16 arr, u16 psc, u16 ccp )

{

    GPIO_InitTypeDef        GPIO_InitStructure;

    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;

    TIM_OCInitTypeDef       TIM_OCInitStructure;

    NVIC_InitTypeDef        NVIC_InitStructure;



    RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE );



    //输出比较通道 GPIO 初始化

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    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( TIM1, &TIM_TimeBaseInitStructure);  //初始化定时器



    //输出比较结构体初始化

    //输出比较模式选择

    //1、TIM输出比较时间模式，即比较/捕获控制寄存器 1（TIM1_CHCTLR1）OCxM域设置为000：冻结。比较捕获寄存器的值与核心计数器间的比较值对OC1REF不起作用；

#if (OutCompare_MODE == OutCompare_Timing)

    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Timing;  //定时器输出比较时间模式；



    //2、TIM输出比较主动模式，即比较/捕获控制寄存器 1（TIM1_CHCTLR1）OCxM域设置为001：强制设为有效电平。当核心计数器与比较捕获寄存器1的值相同时，强制OC1REF为高；

#elif (OutCompare_MODE == OutCompare_Active)

    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Active;  //定时器输出比较主动模式；



    //3、TIM输出比较非主动模式，即比较/捕获控制寄存器 1（TIM1_CHCTLR1）OCxM域设置为010：强制设为无效电平。当核心计数器的值与比较捕获寄存器1相同时，强制OC1REF为低；

#elif (OutCompare_MODE == OutCompare_Inactive)

    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Inactive;  //定时器输出比较非主动模式；



    //4、TIM输出比较触发模式，即比较/捕获控制寄存器 1（TIM1_CHCTLR1）OCxM域设置为011：翻转。当核心计数器与比较捕获寄存器1的值相同时，翻转OC1REF的电平。

#elif (OutCompare_MODE == OutCompare_Toggle)

    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Toggle;  //定时器输出比较触发模式。



#endif

    

    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( TIM1, &TIM_OCInitStructure );

    

    //初始化TIM NVIC，设置中断优先级分组

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;           //TIM3中断

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //设置抢占优先级0

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;        //设置响应优先级3

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;           //使能通道1中断

    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //初始化NVIC



    TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE );  //主输出使能，当使用的是通用定时器时，这句不需要

    TIM_OC1PreloadConfig( TIM1, TIM_OCPreload_Disable );  //不自动重转计数值

    TIM_ARRPreloadConfig( TIM1, ENABLE );  //使能开启自动重装值寄存器配置

    TIM_Cmd( TIM1, ENABLE );  //使能定时器



}

tim.c文件主要进行4种输出比较模式的初始化配置。

main.c文件

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int main(void)

{

    USART_Printf_Init(115200);

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



    TIM1_OutCompare_Init( 9, 71, 5);



    while(1);

}