CH32L103 TIM应用

9万 · 2024-7-10 13:33

本帖最后由 L-MCU 于 2024-7-10 16:28 编辑

1、定时器介绍

CH32L103具有一个16位的高级定时器TIM1、两个16位的通用定时器TIM2、TIM3以及一个32位的通用定时器TIM4。其中，高级定时器相较于通用定时器，支持可编程死区时间的互补输出、支持使用重复计数器在确定周期后更新定时器、支持使用刹车信号将定时器复位或置其于确定状态，高级定时器更适用于电机控制等相关领域。

CH32L103具有一个32位的通用定时器，相较于16位定时器，其具有一个32位自动重装计数器。

关于CH32L103定时器的具体介绍，可见CH32L103应用手册。

2、定时器应用

（1）定时器更新中断

关于定时器更新中断的产生：

当配置向上计数模式时，定时器计数器从0向上计数到重装载值之后会产生更新事件，则会进入更新中断。计数器会重新从0开始向上计数。

当配置向下计数模式时，定时器计数器从重装载值向下计数到0之后会产生更新事件，则会进入更新中断。计数器会重新从重装载值向下计数。

定时器更新中断程序如下：

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/********************************** (C) COPYRIGHT *******************************

 * File Name          : main.c

 * Author             : WCH

 * Version            : V1.0.0

 * Date               : 2023/12/26

 * Description        : Main program body.

 *********************************************************************************

 * Copyright (c) 2021 Nanjing Qinheng Microelectronics Co., Ltd.

 * Attention: This software (modified or not) and binary are used for 

 * microcontroller manufactured by Nanjing Qinheng Microelectronics.

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



/*

 *@Note

 *USART Print debugging routine:

 *USART1_Tx(PA9).

 *This example demonstrates using USART1(PA9) as a print debug port output.

 *

 */



#include "debug.h"



/* Global typedef */



/* Global define */



/* Global Variable */



//LED初始化

void LED_Init(void)

{

    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure={0};



    RCC_PB2PeriphClockCmd(RCC_PB2Periph_GPIOA, ENABLE);



    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;     //设置GPIO模式为推挽输出

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);



    GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);

}



//定时器更新中断初始化

void TIM1_INT_Init(u16 arr,u16 psc)

{

    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure={0};

    NVIC_InitTypeDef         NVIC_InitStructure={0};



    RCC_PB2PeriphClockCmd(RCC_PB2Periph_TIM1, ENABLE);        //使能TIM1时钟



    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;                    //重装载值

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc;                  //预分频器值

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;    //时钟分频因子

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//TIM计数模式，向上计数模式

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;

    TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure);            //根据指定的参数初始化TIMx的时间基数单位



    //初始化TIM NVIC，设置中断优先级分组

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM1_UP_IRQn;         //TIM1更新中断

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

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;         //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_ITConfig(TIM1,TIM_IT_Update,ENABLE );                  //使能TIM1中断，允许更新中断



    TIM_Cmd(TIM1, ENABLE); //TIM1使能

}



void TIM1_UP_IRQHandler(void) __attribute__((interrupt("WCH-Interrupt-fast")));

void TIM1_UP_IRQHandler(void)

{

    static u8 i=0;



    if(TIM_GetITStatus(TIM1, TIM_IT_Update) != RESET) //检查TIM1中断是否发生。

    {

        TIM_ClearITPendingBit(TIM1,TIM_IT_Update);      //清除TIM1的中断挂起位。

        GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_1, (i==0) ? (i=Bit_SET):(i=Bit_RESET));

    }

}

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

 * @fn      main

 *

 * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]   Main program.

 *

 * [url=home.php?mod=space&uid=266161]@return[/url]  none

 */

int main(void)

{

    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);

    SystemCoreClockUpdate();

    Delay_Init();

    USART_Printf_Init(115200);

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

    printf( "ChipID:%08x\r\n", DBGMCU_GetCHIPID() );

    printf("This is printf example\r\n");



    LED_Init();

    TIM1_INT_Init(1000-1,96-1);



    while(1)

    {

    }

}

程序中，主要对定时器自动重装值寄存器值、计数时钟预分频器值、时钟分频因子、计数模式、重复计数器值进行配置。

关于自动重装值寄存器，主要用于设置定时器计数的次数，对于TIM1、2、3，该寄存器是16位的，最大值可设置为2的16次方，即65536；对于TIM4，该寄存器是32位的，最大值可设置为2的32次方；

关于计数时钟预分频器，主要用于设置定时器预分频器的分频系数，计数器的时钟频率等于分频器的输入频率/（PSC+1）。以例程TIM1为例，系统主频96MHz，PB2总线时钟为96MHz，TIM1是挂载在PB2总线下面的，如下图，当预分频器的分频系数设置为95时，则计数器的时钟频率f为96MHz/(95+1)=1MHz，则计数一次的时间t为1/f=1us，因此计数器计数一次的时间为1us；

关于时钟分频因子，主要用于死区相关应用中，此处用不到，后面用到会做具体介绍；

关于计数模式，可配置为向上计数模式、向下计数模式或中央对齐模式，中央对齐模式为计数器交替向上向下计数模式，有3种中央对齐模式；

关于重复计数器，主要用于高级定时器中，关于重复计数器的介绍，可参考下链接：

https://www.cnblogs.com/liaigu/p/17782198.html

以上就是对定时器相关配置的介绍，关于定时器更新中断，有前面介绍可知，程序中预分频器的值设置为95，因此计数一次的时间是1us。程序中，自动重装值寄存器的值为1000-1，即999，从0计数到999需要计数1000次，因此总共计数时间为1us*1000=1ms，因此1ms进一次更新中断，可以在定时器中断中翻转IO查看对应时间，如下图：

（2）定时器PWM输出

PWM输出模式是定时器的基本功能之一。PWM 输出模式最常见的是使用重装值确定PWM 频率，使用捕获比较寄存器确定占空比的方法。PWM输出常用的模式有两种，PWM模式1和PWM模式2，关于这两种模式的介绍如下：

PWM模式1：

当向上计数模式时，当计数器的值<比较/捕获寄存器的值时，对应的PWM通道输出为高电平，否则为低电平。对应波形如下，配置自动重装值寄存器的值为100，比较/捕获寄存器的值为40，因此，高电平占比40%，低电平占比60%；

当向下计数模式时，当计数器的值>比较/捕获寄存器的值时，对应的PWM通道输出为低电平，否则为高电平。对应波形如下，配置自动重装值寄存器的值为100，比较/捕获寄存器的值为40，因此，高电平占比40%，低电平占比60%；

关于向上计数与向下计数模式的区别在于：

向上计数先输出高电平

向下计数先输出低电平

PWM模式2：

当向上计数模式时，当计数器的值<比较/捕获寄存器的值时，对应的PWM通道输出为低电平，否则为高电平。对应波形如下，配置自动重装值寄存器的值为100，比较/捕获寄存器的值为40，因此，高电平占比60%，低电平占比40%；

当向下计数模式时，当计数器的值>比较/捕获寄存器的值时，对应的PWM通道输出为高电平，否则为低电平。对应波形如下，配置自动重装值寄存器的值为100，比较/捕获寄存器的值为40，因此，高电平占比40%，低电平占比60%；

关于向上计数与向下计数模式的区别在于：

向上计数先输出低电平

向下计数先输出高电平

关于PWM周期、频率的计算：

其中：

arr表示自动重装值寄存器的值；

psc表示预分频器寄存器的值；

PCLK表示定时器挂载总线的时钟，如下图。其中TIM1是挂载在PB2总线上的，TIM2、TIM3和TIM4是挂载在PB1总线上的。

以EVT PWM输出例程为例，设置arr值为100-1，psc的值为48000-1，PB2总线时钟为96MHz,则PWM输出的周期

T=100*48000/96MHz=50ms

则PWM输出的频率

f=1/T=20Hz

使用逻辑分析仪采样PWM输出，波形如下：

从波形可以看到，PWM输出波形周期为50ms，频率为20Hz，与计算结果基本一致。

关于PWM输出占空比，主要是比较/捕获寄存器值与arr的值，arr的值为100-1，即99，从0开始计数，则计数100次，比较/捕获寄存器值设置为50，即计数到50进行一次翻转，50/100，因此占空比为50%。

（3）定时器输入捕获模式和PWM输入模式

输入捕获模式可用于测量捕获脉冲或脉宽频率。PWM输入模式是输入捕获模式的一种特殊情况，PWM输入模式一般用来测量PWM输出的占空比和频率。输入捕获模式可以对TIM的4个通道进行配置，但PWM输入模式只能使用TIM的CH1和CH2信号。此外，输入捕获模式和PWM输入模式在初始化配置上也有所不同。EVT例程中，输入捕获例程实际上就是PWM输入例程。

关于EVT输入捕获例程，在对PWM输入模式通道1进行配置的时候，实际上也是对通道2进行了配置，点进TIM_PWMIConfig函数，如下图：

该函数中，对通道1和通道2同时进行配置，因此在初始化的时候配置一个即可，在库函数中会将另外一个通道配置完成。

下面例程为EVT输入捕获例程：

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 * File Name          : main.c

 * Author             : WCH

 * Version            : V1.0.0

 * Date               : 2023/12/26

 * Description        : Main program body.

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 * Copyright (c) 2021 Nanjing Qinheng Microelectronics Co., Ltd.

 * Attention: This software (modified or not) and binary are used for 

 * microcontroller manufactured by Nanjing Qinheng Microelectronics.

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



/*

 *@Note

 *Input capture routine:

 *TIM1_CH1(PA8)

 *This example demonstrates the TIM_CH1(PA8) pin floating input, which detects an

 *edge transition to trigger a TIM1 capture interrupt,The rising edge triggers the

 *TIM_IT_CC1 interrupt, and the falling edge triggers the TIM_IT_CC2 interrupt.

 *

 */



#include "debug.h"



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

 * @fn      Input_Capture_Init

 *

 * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]   Initializes TIM1 input capture.

 *

 * @param   arr - the period value.

 *          psc - the prescaler value.

 *          ccp - the pulse value.

 *

 * [url=home.php?mod=space&uid=266161]@return[/url]  none

 */

void Input_Capture_Init(u16 arr, u16 psc)

{

    GPIO_InitTypeDef        GPIO_InitStructure = {0};

    TIM_ICInitTypeDef       TIM_ICInitStructure = {0};

    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure = {0};

    NVIC_InitTypeDef        NVIC_InitStructure = {0};



    RCC_PB2PeriphClockCmd(RCC_PB2Periph_GPIOA | RCC_PB2Periph_TIM1, ENABLE);



    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_8);



    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr;

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = psc;

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0x00;

    TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseInitStructure);



    TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;

    TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;

    TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00;

    TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;

    TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;



    TIM_PWMIConfig(TIM1, &TIM_ICInitStructure);



    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM1_CC_IRQn;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);



    TIM_ITConfig(TIM1, TIM_IT_CC1 | TIM_IT_CC2, ENABLE);



    TIM_SelectInputTrigger(TIM1, TIM_TS_TI1FP1);

    TIM_SelectSlaveMode(TIM1, TIM_SlaveMode_Reset);

    TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM1, TIM_MasterSlaveMode_Enable);

    TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);

}



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

 * @fn      main

 *

 * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]   Main program.

 *

 * [url=home.php?mod=space&uid=266161]@return[/url]  none

 */

int main(void)

{

    SystemCoreClockUpdate();

    USART_Printf_Init(115200);

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

    printf( "ChipID:%08x\r\n", DBGMCU_GetCHIPID() );



    Input_Capture_Init(0xFFFF, 48000 - 1);



    while(1);

}



void TIM1_CC_IRQHandler(void) __attribute__((interrupt("WCH-Interrupt-fast")));



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

 * @fn      TIM1_CC_IRQHandler

 *

 * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]   This function handles TIM1  Capture Compare Interrupt exception.

 *

 * [url=home.php?mod=space&uid=266161]@return[/url]  none

 */

void TIM1_CC_IRQHandler(void)

{

    if( TIM_GetITStatus( TIM1, TIM_IT_CC1 ) != RESET )

    {

        printf( "CH1_Val:%d\r\n", TIM_GetCapture1( TIM1 ) );

        TIM_SetCounter( TIM1, 0 );

    }



    if( TIM_GetITStatus( TIM1, TIM_IT_CC2 ) != RESET )

    {

        printf( "CH2_Val:%d\r\n", TIM_GetCapture2( TIM1 ) );

    }



    TIM_ClearITPendingBit( TIM1, TIM_IT_CC1 | TIM_IT_CC2 );

}

若使用EVT例程对PWM输出波形进行采样，注意定时器的计数频率要在PWM输出频率的10倍以上，一般越大会越好一些。比如要采样的PWM输出频率为1KHz，周期为1ms，占空比为50%，那么定时器的计数频率可以设置在200KHz，arr值一般设置为最大，0xFFFF。psc的值则根据计数器频率进行计算，若计数器频率为200KHz，例程中PB2总线的时钟时96MHz，那么psc的值为480-1。根据上结果对例程进行修改，如下：

修改之后对PWM输出波形进行采样，得到比较捕获寄存1的值是199，比较捕获寄存2的值是99，由手册可知，比较捕获寄存器1 的值就是PWM的周期，而比较捕获寄存器2的值就是其占空比。

定时器的计数频率是200KHz，则计数一次的时间是5us。

根据比较捕获寄存器1 的值就是PWM的周期，比较捕获寄存1的值是199，那么周期大约为1000us，即1ms，与波形周期相符；

根据比较捕获寄存器2的值就是PWM的占空比，比较捕获寄存2的值是99，那么周期大约为500us，即0.5ms，与波形周期相比，占空比就是50%，与波形占空比相符；

下面例程为定时器输入捕获例程，如下：

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 * File Name          : main.c

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 * Attention: This software (modified or not) and binary are used for 

 * microcontroller manufactured by Nanjing Qinheng Microelectronics.

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



/*

 *@Note

 *USART Print debugging routine:

 *USART1_Tx(PA9).

 *This example demonstrates using USART1(PA9) as a print debug port output.

 *

 */



#include "debug.h"



/* Global typedef */



/* Global define */



/* Global Variable */

volatile u8 flag=0;

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

 * @fn      Input_Capture_Init

 *

 * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]   Initializes TIM1 input capture.

 *

 * @param   arr - the period value.

 *          psc - the prescaler value.

 *          ccp - the pulse value.

 *

 * [url=home.php?mod=space&uid=266161]@return[/url]  none

 */

void Input_Capture_Init(u16 arr, u16 psc)

{



    GPIO_InitTypeDef        GPIO_InitStructure = {0};

    TIM_ICInitTypeDef       TIM_ICInitStructure = {0};

    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure = {0};

    NVIC_InitTypeDef        NVIC_InitStructure = {0};



    RCC_PB2PeriphClockCmd(RCC_PB2Periph_GPIOA | RCC_PB2Periph_TIM1, ENABLE);



    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_8);



    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr;

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = psc;

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0x00;

    TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseInitStructure);



    TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;

    TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;

    TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00;

    TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;

    TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;

    TIM_ICInit(TIM1, &TIM_ICInitStructure);



    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM1_CC_IRQn;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);



    TIM_ClearITPendingBit( TIM1, TIM_IT_CC1 );



    TIM_ITConfig(TIM1, TIM_IT_CC1 , ENABLE);



    TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);

}





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

 * @fn      main

 *

 * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]   Main program.

 *

 * [url=home.php?mod=space&uid=266161]@return[/url]  none

 */

int main(void)

{

    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);

    SystemCoreClockUpdate();

    Delay_Init();

    USART_Printf_Init(115200);

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

    printf( "ChipID:%08x\r\n", DBGMCU_GetCHIPID() );

    printf("This is printf example\r\n");

    Input_Capture_Init(0xFFFF, 960 - 1);



    while(1)

    {

        if(flag==1)

        {

            flag=0;

            printf( "CH1_Val:%d\r\n", TIM_GetCapture1( TIM1 ) );

        }



    }

}





void TIM1_CC_IRQHandler(void) __attribute__((interrupt("WCH-Interrupt-fast")));



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

 * @fn      TIM1_CC_IRQHandler

 *

 * @brief   This function handles TIM1  Capture Compare Interrupt exception.

 *

 * @return  none

 */

void TIM1_CC_IRQHandler(void)

{

    if( TIM_GetITStatus( TIM1, TIM_IT_CC1 ) != RESET )

    {

        TIM_ClearITPendingBit( TIM1, TIM_IT_CC1 );

        TIM_SetCounter( TIM1, 0 );

        flag=1;

    }

}

该例程配置了单通道-通道1，且设置上升沿捕获，可用于捕获脉冲，在中断中将计数器的值清0并打印比较/捕获寄存器的值，注意打印通过相关标志位放在while循环中，不要放在中断中。通过该值可计算脉冲周期和频率。程序中，PB2总线时钟为96MHz，arr的值设置为0xFFFF，psc的值设置为960-1，则计数器计数一次的时间为0.01ms。程序中，打印值如下：

根据比较/捕获寄存器的值100，则计算出周期T=100*0.01ms=1ms，则频率f=1/T=1KHz。与实际相符。

（4）定时器单脉冲模式

单脉冲模式可以用于让MCU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。CH32L103 EVT提供了单脉冲模式例程，代码如下：

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/********************************** (C) COPYRIGHT *******************************

 * File Name          : main.c

 * Author             : WCH

 * Version            : V1.0.0

 * Date               : 2023/07/08

 * Description        : Main program body.

 *********************************************************************************

 * Copyright (c) 2021 Nanjing Qinheng Microelectronics Co., Ltd.

 * Attention: This software (modified or not) and binary are used for 

 * microcontroller manufactured by Nanjing Qinheng Microelectronics.

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



/*

 *@Note

 *Single pulse output routine:

 *TIM2_CH1(PA0),TIM2_CH2(PA1)

 *This routine demonstrates that in single-pulse mode, when a rising edge is detected

 *on the TIM2_CH2(PA1) pin, the TIM2_CH1(PA0) outputs positive pulse.

 *

 */

#include "debug.h"



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

 * @fn      One_Pulse_Init

 *

 * @brief   Initializes TIM1 one pulse.

 *

 * @param   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={0};

        TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure={0};

        TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure={0};

        TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure={0};



        RCC_PB2PeriphClockCmd( RCC_PB2Periph_GPIOA, ENABLE );

        RCC_PB1PeriphClockCmd( RCC_PB1Periph_TIM2, ENABLE );



        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);



        TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr;

        TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = psc;

        TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;

        TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

        TIM_TimeBaseInit( TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);



        TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;

        TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;

        TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = ccp;

        TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;

        TIM_OC1Init( TIM2, &TIM_OCInitStructure );



        TIM_ICStructInit( &TIM_ICInitStructure );

        TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2;

        TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;

        TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00;

        TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;

        TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;

        TIM_ICInit( TIM2, &TIM_ICInitStructure );



        TIM_SelectOnePulseMode( TIM2,TIM_OPMode_Single );

        TIM_SelectInputTrigger( TIM2, TIM_TS_TI2FP2 );

        TIM_SelectSlaveMode( TIM2, TIM_SlaveMode_Trigger );

}



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

 * @fn      main

 *

 * @brief   Main program.

 *

 * @return  none

 */

int main(void)

{

        SystemCoreClockUpdate();

        USART_Printf_Init(115200);

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

        printf( "ChipID:%08x\r\n", DBGMCU_GetCHIPID() );



        One_Pulse_Init( 200, 48000-1, 100 );



        while(1);

}

程序中，配置TIM2 通道1产生脉冲，通道2用于输入捕获，捕获到上升沿，则通道1产生脉冲事件。

需要注意，脉冲的产生需要一定的延迟Tdelay，比如程序中配置检测到上升沿后经过Tdelay产生一个脉冲，这个Tdelay时间由比较捕获寄存器的值确定，例程中比较捕获寄存器的值是100，而定时器2计数一次的时间为1/(96MHz/(48000-1+1))=0.5ms，则延迟时间Tdelay=100*0.5=50ms。脉冲的脉宽=(200-100)*0.5=50ms。

关于此处计数一次时间的计算，TIM2是挂载在PB1总线上的，其中PB1总线时钟为HCLK/2=48MHz，具体可看系统主频配置那部分，当用于TIM2时钟时，由于是2分频，因此还要乘以2，如下图，则就是96MHz.

程序中，配置计数时钟预分频器的值是48000-1，则计数器的时钟频率等于96MHz/(48000-1+1)=2KHz，则计数一次的时间等于1/2KHz=0.5ms

该例程测试波形如下：

如图，通道2检测到上升沿50ms后，通道1产生1个脉冲，脉宽为50ms。

（5）定时器比较输出模式

比较输出模式的原理是在计数器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。CH32L103 EVT提供了比较输出模式例程，代码如下：

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 * File Name          : main.c

 * Author             : WCH

 * Version            : V1.0.0

 * Date               : 2023/07/08

 * Description        : Main program body.

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 * Copyright (c) 2021 Nanjing Qinheng Microelectronics Co., Ltd.

 * Attention: This software (modified or not) and binary are used for 

 * microcontroller manufactured by Nanjing Qinheng Microelectronics.

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



/*

 *@Note

 *Output comparison mode routine:

 *TIM1_CH1(PA8)

 *This example demonstrates the output waveform of the TIM_CH1(PA8) pin

 *in 4 output comparison modes.Output compare modes include OutCompare_Timing\

 *OutCompare_Active\OutCompare_Inactive\OutCompare_Toggle.

 *

 */



#include "debug.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



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

 * @fn      TIM1_OutCompare_Init

 *

 * @brief   Initializes TIM1 output compare.

 *

 * @param   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={0};

        TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure={0};

        TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure={0};



        RCC_PB2PeriphClockCmd( RCC_PB2Periph_GPIOA | RCC_PB2Periph_TIM1, ENABLE );



        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 );



        TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr;

        TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = psc;

        TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;

        TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

        TIM_TimeBaseInit( TIM1, &TIM_TimeBaseInitStructure);



#if (OutCompare_MODE == OutCompare_Timing)

        TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Timing;



#elif (OutCompare_MODE == OutCompare_Active)

        TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Active;



#elif (OutCompare_MODE == OutCompare_Inactive)

        TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Inactive;



#elif (OutCompare_MODE == OutCompare_Toggle)

        TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Toggle;



#endif



        TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;

        TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = ccp;

        TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;

        TIM_OC1Init( TIM1, &TIM_OCInitStructure );



        TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE );

        TIM_OC1PreloadConfig( TIM1, TIM_OCPreload_Disable );

        TIM_ARRPreloadConfig( TIM1, ENABLE );

        TIM_Cmd( TIM1, ENABLE );

}



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

 * @fn      main

 *

 * @brief   Main program.

 *

 * @return  none

 */

int main(void)

{

        SystemCoreClockUpdate();

        USART_Printf_Init(115200);

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

        printf( "ChipID:%08x\r\n", DBGMCU_GetCHIPID() );



        TIM1_OutCompare_Init( 100, 48000-1, 50 );



        while(1);

}

例程中，提供了比较输出模式下的4种配置：

第一种：冻结，即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；

第二种：强制设为有效电平，即当核心计数器与比较捕获寄存器的值相同时，强制OC1REF 为高，波形如下：

第三种：强制设为无效电平，即当核心计数器与比较捕获寄存器的值相同时，强制OC1REF 为低，波形如下：

第四种，翻转，即当核心计数器与比较捕获寄存器的值相同时，翻转OC1REF的电平，波形如下：

程序中计数器计数一次的时间是0.5ms，比较寄存器的值为100，因此50ms翻转一次。

关于翻转模式，可以理解为在一个周期内产生多个翻转。正常PWM输出可以理解为一个周期产生一次翻转。翻转模式下，一个周期内可以产生多次翻转。

关于翻转模式，就是将定时器输出模式设置为TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Toggle。普通的PWM输出高低电平是根据CNT计数器中的值和CCR进行比较，若CNT<CCR则输出一种状态电平，当CNT介于CCR和ARR之间时，输出另一种状态电平。TIM_OCMode_Toggle模式就是当CNT=CCR时，输出引脚的电平会进行翻转，可以通过TIM_OCMode_Toggle模式进入中断后重新设置CCR寄存器中的值，即可以在一个周期内产生多次翻转。

TIM_OCMode_Toggle模式下，当CNT计数值=CCR时，会进入比较中断（在这里中断源是TIM_IT_CC1/2/3/4），也就是说当CNT计数值从0开始一直计数到CCR时，会触发TIM_IT_CC中断源，并进入中断，进入中断后修改CCR寄存器中的值。先将此时的CCR寄存器中的值放入到一个变量中（TIM_GetCapture1（TIM1）），再在这个变量的基础上加上相同的数，同时赋给CCR寄存器中TIM_SetCompare1（TIM1），那么在下一次CNT=CCR时又会进行翻转电平。具体程序配置如下图：

举一个例子：若一开始定时器ARR为65535，CCR为9999，那么当CNT从0开始一直加到9999，假设电平为低电平，当加到9999时，会通过TIM_IT_CC中断源进入TIM中断（这个中断源只有当CNT计数值到CCR时才会触发）在中断服务函数中，将当前CCR的值放入capture这个变量中，再在capture值的基础上再加上相同的数（9999），同时作为新的CCR赋给定时器，这里叫CCR_NEW，CCR_NEW=9999+9999=19998。在CNT从9999计数19998时，此时CNT=CCR_NEM，又会进行翻转变为高电平，此时又会进入中断，在在CCR_NEW的基础上加上9999，以此类推，因此可以实现在一个周期内有多个脉冲出现，且占空比为50%。

（6）定时器互补输出和死区

比较捕获通道一般有两个输出引脚（比较捕获通道 4 只有一个输出引脚），如下图，能输出两个互补的信号（OCx 和 OCxN），OCx 和 OCxN 可以通过 CCxP 和 CCxNP 位独立地设置极性，通过 CCxE 和 CCxNE独立地设置输出使能，通过 MOE、OIS、OISN、OSSI、OSSR 位进行死区和其他的控制。

同时使能OCx和OCxN输出将插入死区，每个通道都有一个 10 位的死区发生器。如果存在刹车电路则还要设置MOE位。OCx和OCxN由OCxREF关联产生，如果OCx和OCxN都是高有效，那么OCx与OCxREF相同，只是 OCx 的上升沿相当于OCxREF有一个延迟，OCxN与 OCxREF相反，它的上升沿相对参考信号的下降沿会有一个延迟，如果延迟大于有效输出宽度，则不会产生相应的脉冲。
下图图展示了OCx和OCxN与OCxREF的关系，并展示出死区。

EVT例程演示了TIM1死区的3种互补输出模式：

第一种：互补输出带死区插入，波形如下图：

图中，延迟时间delay大约是10.5us，关于delay时间的计算，主要由刹车和死区寄存器（TIM1_BDTR）的位[7:0]决定的，如下图：

例程中，对死区时间设置为0xFF，即该8位均为1，则DT=（32+31）*16*TDTS，其中Tdts由控制寄存器 1（TIMx_CTLR1）位[9:8]决定，如下图：

例程中，该两位配置为00，即Tdts=Tck_int，Tck_int=1/96MHz，则DT=63*16/96MHz=10.5us。

第二种：死区波形延迟大于负脉冲，波形如下图：

图中，互补通道输出一直为高电平，因为delay时间为10.5us，而程序中定时器重装载值为100，预分频器值为48-1，比较寄存器值为10，而定时器计数一次的时间为0.5us，因此有效输出宽度为5us，小于delay时间，因此不会产生相应的脉冲。

程序中通道1 PWM输出模式配置为PWM模式2，且向上计数，因此计数器值大于比较寄存器值时为有效电平，此处极性配置为低，因此有效电平为低电平，互补通道同样为低有效。

第三种：死区波形延迟大于正脉冲，波形如下图：

图中，通道1输出一直为高电平，因为delay时间为10.5us，而程序中定时器重装载值为100，预分频器值为48-1，比较寄存器值为90，而定时器计数一次的时间为0.5us，因此有效输出宽度为5us，小于delay时间，因此不会产生相应的脉冲。

程序中PWM输出模式配置为PWM模式2，且向上计数，因此计数器值大于比较寄存器值时为有效电平，此处极性配置为低，因此有效电平为低电平，有效电平宽度为5us。

（7）定时器刹车信号

当产生刹车信号时，输出使能信号和无效电平都会根据MOE、OIS、OISN、OSSI和OSSR等位进行修改。但OCx和 OCxN不会在任何时间都处在有效电平。刹车事件源可以来自于刹车输入引脚，也可以是一个时钟失败事件，而时钟失败事件由CSS（时钟安全系统）产生。下为刹车信号相关代码：

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/********************************** (C) COPYRIGHT *******************************

 * File Name          : main.c

 * Author             : WCH

 * Version            : V1.0.0

 * Date               : 2023/07/08

 * Description        : Main program body.

 *********************************************************************************

 * Copyright (c) 2021 Nanjing Qinheng Microelectronics Co., Ltd.

 * Attention: This software (modified or not) and binary are used for 

 * microcontroller manufactured by Nanjing Qinheng Microelectronics.

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



/*

 *@Note

 *Complementary output and deadband insertion mode routines:

 *TIM1_CH1(PA8),TIM1_CH1N(PB13)

 *This example demonstrates three complementary output modes with dead zone of TIM1: complementary

 *output with dead zone insertion, dead zone waveform delay Greater than the negative pulse, the dead

 *zone waveform delay is greater than the positive pulse.

 *

 */



#include "debug.h"



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

 * @fn      TIM1_Dead_Time_Init

 *

 * @brief   Initializes TIM1 complementary output and dead time.

 *

 * @param   arr - the period value.

 *          psc - the prescaler value.

 *          ccp - the pulse value.

 *

 * @return  none

 */

void TIM1_Dead_Time_Init(u16 arr, u16 psc, u16 ccp)

{

    GPIO_InitTypeDef        GPIO_InitStructure = {0};

    TIM_OCInitTypeDef       TIM_OCInitStructure = {0};

    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure = {0};

    TIM_BDTRInitTypeDef     TIM_BDTRInitStructure = {0};



    RCC_PB2PeriphClockCmd(RCC_PB2Periph_GPIOA | RCC_PB2Periph_GPIOB | RCC_PB2Periph_TIM1, ENABLE);



    /* TIM1_CH1 */

    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);



    /* TIM1_CH1N */

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);



    /* TIM1_BK1N */

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12);



    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr;

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = psc;

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

    TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseInitStructure);



    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;

    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;

    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable;

    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = ccp;

    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;

    TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High;

    TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Set;

    TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState = TIM_OCNIdleState_Reset;

    TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);



    TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSIState = TIM_OSSIState_Enable;

    TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSRState = TIM_OSSRState_Enable;

    TIM_BDTRInitStructure.TIM_LOCKLevel = TIM_LOCKLevel_1;

    TIM_BDTRInitStructure.TIM_DeadTime = 0xFF;

    TIM_BDTRInitStructure.TIM_Break = TIM_Break_Enable;

    TIM_BDTRInitStructure.TIM_BreakPolarity = TIM_BreakPolarity_High;

    TIM_BDTRInitStructure.TIM_AutomaticOutput = TIM_AutomaticOutput_Enable;

    TIM_BDTRConfig(TIM1, &TIM_BDTRInitStructure);



    TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE);

    TIM_OC1PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Disable);

    TIM_ARRPreloadConfig(TIM1, ENABLE);

    TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);

}



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

 * @fn      main

 *

 * @brief   Main program.

 *

 * @return  none

 */

int main(void)

{

    SystemCoreClockUpdate();

    USART_Printf_Init(115200);

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

    printf( "ChipID:%08x\r\n", DBGMCU_GetCHIPID() );



    /* Complementary output with dead-time insertion */

    TIM1_Dead_Time_Init(100, 48 - 1, 50);

    /* Dead-time waveforms with delay greater than the negative pulse */

//      TIM1_Dead_Time_Init( 100, 48-1, 10 );

    /* Dead-time waveforms with delay greater than the positive pulse. */

//        TIM1_Dead_Time_Init( 100, 48-1, 90 );



    while(1);

}