基于STM32高精度定时器中single-shot计数模式不工作

只看该作者 · 2023-8-23 10:05

1. 问题提出

客户使用STM32G474的高精度定时器，基于CubeMX进行外设设置和代码生成，将某个子定时器的计数方式设置为retriggerable single shot方式，发现该子定时器无PWM输出，在调试模式下发现该子定时器的计数器一直为0，即计数器一直没有启动，但如果将计数方式修改为continuous模式，其他保持不变，定时器工作正常

2. 问题描述

检查客户提供的CubeMX配置文件，客户使能了Master Timer与Timer B，Master Timer的比较器事件2触发Timer B复位与运行，并配置了Timer B的PWM输出，使用该工程文件直接生成代码，并添加高精度定时器计数使能与输出使能函数，如下：

进入调试模式观察，发现Master Timer正常计数，但是Timer B的计数器一直保持0，按照客户的描述，将Timer B的计数方式修改为“continous”后，Timer B恢复正常计数。对比Timer B在“retriggerable single shot”与“continous”两种工作模式下的相关寄存器的值进行对比，发现除了计数模式不同之外，其他所有状态都相同。

莫非真是“retriggerable single shot”存在问题？这明显不可能，此前多次使用过该模式并没有发现问题，于是将以前设计的能成功工作的例程拿来与该“问题”工程进行对比。经过比对分析发现，工程设置中使用的寄存器更新方式存在不同，如下图所示：

图1.正常工作工程中的寄存器更新配置

图2.“问题”工作工程中的寄存器更新配置

“问题”工程配置中使用Master Timer的更新作为触发寄存器更新触发源，并且更新要等到本定时器的下一次的Reset/Roll-over事件出现时才生效。通过将“Update taken into account on the following Reset/Roll-over event”修改为“Update taken into account immediately”，定时器也可以正常运行了，问题的原因就是由于该配置引起的。

查看该配置对应的寄存器说明：

当配置“Update taken into account on the following Reset/Roll-over event”对应于该位置“1”，即更新事件，无论是来自相邻定时器的还是软件产生的，都需要等到下一个Reset/Roll-over event才生效。

在直接使用CubeMX产生的HAL底层配置代码且配置中使能了预加载的情况下，该寄存器更新配置方式会导致Timer B的初始化配置无法生效。

如图3/4/5所显示的，因为在CubeMX直接生成的代码中，Timer B参数的配置通过调用函数HAL_HRTIM_WaveformTimerConfig()写入寄存器，然后在该函数中调用软件更新函数HRTIM_ForceRegistersUpdate()的方式让配置生效，那么在目前的配置下，软件触发更新也必须等待Reset/Roll-over event的出现。而在retriggerable single shot计数模式下，定时器不能自动启动计数，必须等待来自Master Timer的Reset事件（即前文提到的比较器事件2）

图3.“问题”工程中的寄存器更新与定时器Reset配置

图4.“问题”工程产生的Timer B初始化代码

图5.Timer B初始化代码中调用软件触发更新

综上，虽然正确地配置了Reset事件，Master Timer也正常计数且产生了比较事件2，但问题在于在运行了初始化代码后，该配置仅仅是写到了preload寄存器中，而没有写入active寄存器中，即Timer B的复位源没有生效，带来的后果就是Timer B的计数器不运行，一直保持0，且所有带有预加载特性的寄存器的值也没有生效。

作为对比，当配置为“Update taken into account immediately”时，调用软件触发更新函数HRTIM_ForceRegistersUpdate（）函数，将使所有配置立即生效，定时器可正常工作。

3. 解决方法

基于以上分析，造成该问题的主要原因时CubeMX基于HAL库自动生成的初始化代码中没有考虑不同的寄存器更新配置方式，只是单一的采用软件更新的方式来触发寄存器更新。要解决以上问题，需要修改代码中的定时器初始化的时序，在配置寄存器更新方式为“Update taken into account on the following Reset/Roll-over event”前，让其他的配置先生效，基本逻辑如下，该逻辑在客户自己编写初始化代码时也需要遵循。

4.小结

解决客户提出的高精度定时器中的子定时器在retriggerable single shot计数模式下无法工作的问题，原因在于该计数模式下，当更新配置方式为“Update taken into account on the following Reset/Roll-over event”时，使用CubeMX生成的原始初始化代码出现了定时器配置无法生效，从而导致问题的出现。通过对初始化代码的逻辑进行简单修改，问题得以解决。当然，STM32CubeMX的未来版本应会就这个地方做针对性地完善。