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[RISC-V MCU 应用开发]

第五十六章、CH32V103应用教程——TIM-单脉冲模式

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本帖最后由 RISCVLAR 于 2021-1-21 15:05 编辑

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
#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
#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
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

55、TIM-单脉冲输出.rar

476.43 KB

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沙发
gejigeji521| | 2021-2-22 12:00 | 只看该作者
模式多种,可以用于多种方面。

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