STM32——TIM输出比较

发表于 2024-3-31 14:05

TIM输出比较——主要功能——输出PWM波形——》驱动电机的必要条件

一、如何实现LED呼吸灯——LED连续调控亮度？？？

PWM的功劳

二、PWM驱动舵机

三、PWM驱动直流电机

OC ——output compare输出比较
IC——input capture输入捕获
CC——capture/compare——输入捕获和输出比较的单元
OC（Output Compare）输出比较
输出比较可以通过比较CNT计数器与CCR捕获/比较寄存器值的关系，来对输出电平进行置1、置0或翻转的操作，用于输出一定频率和占空比的PWM波形

每个高级定时器和通用定时器都拥有4个输出比较通道
高级定时器的前3个通道额外拥有死区生成和互补输出的功能——驱动三相无刷电机

CCR Capture/Compare Register——捕获/比较寄存器

输入捕获和输出比较共用

发表于 2024-3-31 14:05

输入捕获和输出比较共用

当使用IC时，是捕获寄存器；当使用OC时，比较寄存器——电路比较CCR与CNT的值，CNT计数自增，CCR是我们给定的值

由上图可以读到：有四个输出比较的通道，可以同时输出四路PWM波形，这四个通道有各自的CCR寄存器，但是它们共用一个CNT计数器

发表于 2024-3-31 14:05

基本定时器最为简单，无输出比较和输入捕获功能

发表于 2024-3-31 14:05

PWM波形——数字输出信号，由高低电平组成，连续变化电平信号
function：在数字系统等效实现一个模拟信号的输出

最开始提出的问题：数字输出端口控制的LED，按理来说，只有高低电平——完全亮灭两种状态，如何实现呼吸灯？？？
回答ANSWER：让LED不断亮灭，其点亮、熄灭的频率足够大时，LED不会闪烁（起码人眼识别不到——余晖、人眼的视觉暂留现象，LED不会立即熄灭，而是过一小会儿再熄灭），其呈现一个中等亮度，通过调控点亮、熄灭的时间比例，使LED呈现不同的亮度级别
电机调速也是类似的原理——让电机不断的通断电（以一个很快的频率），致使电机速度能维持在一个中等速度

PWM秘诀——天下武功，唯快不破
应用场景——惯性系统
使高低电平跳变的数字信号可以 =等效= 模拟量

发表于 2024-3-31 14:06

参数一 ——PWM频率
PWM频率越快，其等效的模拟信号越平稳，但同时性能开销也越大

一般而言PWM频率在几k—几十KHz

参数2 —— 占空比——决定PWM等效出来的模拟电压的大小
占空比越大，等效的模拟电压越趋近于高电平；占空比越小，趋向于低电平

发表于 2024-3-31 14:06

参数3 —— 分辨率——占空比变化的精细程度

发表于 2024-3-31 14:06

匹配时电平翻转——
function——输出一个频率可调，占空比始终为50%的PWM波形——假设你设置CCR = 0，那CNT每次更新清0时，就会产生CNT = CCR的事件——》导致输出电平翻转一次，即每更新两次，输出为一个周期，输出波形频率 = 更新频率 / 2

发表于 2024-3-31 14:07

编程PWM模块主体思想 ——打通上图所示的这些模块，实现PWM输出
1、RCC开启时钟，打开我们需要使用的TIM外设、GPIO外设的时钟

2、配置时基单元

3、配置输出比较单元——CCR的值、输出比较模式、极性选择、输出使能（结构体统一配置）

4、配置GPIO——把PWM对应的GPIO口，初始化为复用推挽输出

5、运行控制——启动CNT计数器

发表于 2024-3-31 14:07

先来理解外部电路，再来理解内部电路
死区生成与互补输出

两个互补的输出端口，
按理说，我们假设上管导通，下管需立即关断，但由于——器件不理想，上管还没完全断，下管就已经导通了，出现短暂上下管同时导通——电源短路——lead to ——功率损耗、器件发热
为了避免以上问题——死区生成电路：作用机理：在上管关闭时，延迟一段时间，再导通下管

发表于 2024-3-31 14:07

推挽电路——四种模式
上管导通，下管断开——高电平输出
下管导通，上管断开——低电平输出
上管导通，下管导通——电源短路，不允许
上管断开，下管断开——高阻态输出
推挽电路的实际应用
两个推挽电路——H桥电路——实现控制直流电机正反转
3个推挽电路———实现——驱动三相无刷电机

发表于 2024-3-31 14:08

实际控制——对于单片机STM32来控制的话需要两个控制极A/B，且A、B 两个控制极电平相反——互补

发表于 2024-3-31 14:08

LED呼吸灯
采用正极性接法，使实验现象更为直观——占空比越大，LED越亮；

介绍函数：（我仅仅记录了小部分）

配置输出比较 outout compare——用结构体初始化输出比较单元的（master）

四个初始化函数对应四个输出比较单元 / 通道，不同通道所对应的GPIO口也是不一样的

给输出比较结构体赋默认值

仅高级定时器使用，在使用高级定时器输出PWM时，需要调用此函数，使能主输出，否则PWM将不能正常输出

发表于 2024-3-31 14:09

运行时更改参数的函数

配置CCR的预装功能——影子寄存器——写入的值不会立即生效，而是在更新事件才会生效

单独更改输出极性

发表于 2024-3-31 14:09

单独修改输出使能参数

单独更改CCR寄存器值的函数 ——运行时，更改占空比（master）

发表于 2024-3-31 14:10

默认复用功能——片上外设端口与GPIO的连接关系

配置PA0/PA15

使用复用推挽输出

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //使用复用推挽输出

发表于 2024-3-31 14:10

发表于 2024-3-31 14:11

普通开漏、推挽输出

引脚控制权来自于输出数据寄存器

复用推挽输出——定时器控制引脚，输出数据寄存器被断开，输出控制权转移给片上外设，对于此片上外设引脚连接的就是TIM2的CH1通道，只有将GPIO设置成复用推挽输出，才可以将引脚的输出控制权转移给片上外设，PWM的波形才能通过引脚输出

发表于 2024-3-31 14:11

程序的参数计算

TIM_BaseInitStructure.TIM_Period = 10000 - 1;//周期——ARR自动重装器的值
TIM_BaseInitStructure.TIM_Prescaler = 7200 - 1;//PSC预分频器的值
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = ;//设置CCR寄存器

发表于 2024-3-31 14:12

让LED呈现呼吸灯的效果——不断更改CCR的值

发表于 2024-3-31 14:12

引脚重映射 ——PA15——AFIO

引脚重映射配置

把PA0——》PA15，可使用部分重映像、完全重映像

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