• 【STM32H7教程】第34章 STM32H7的定时器应用之TIM1-TIM17的PWM实现


    完整教程下载地址:http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=86980

    第34章       STM32H7的定时器应用之TIM1-TIM17的PWM实现

    本章教程为大家讲解定时器应用之TIM1 – TIM17所有定时器的PWM实现。实际项目中用到的地方较多,如电机控制、无源蜂鸣器、显示屏背光等场合。

    34.1 初学者重要提示

    34.2 定时器PWM驱动设计

    34.3 定时器板级支持包(bsp_tim_pwm.c)

    34.4 定时器驱动移植和使用

    34.5 实验例程设计框架

    34.6 实验例程说明(MDK)

    34.7 实验例程说明(IAR)

    34.8 总结

    34.1 初学者重要提示

    1.   学习本章节前,务必优先学习第32章,HAL库的几个常用API均作了讲解和举例。
    2.   如果配置的GPIO引脚无法正确输出,注意本章2.1小节,保证是定时器复用支持的引脚。
    3.   STM32H7支持TIM1-TIM8,TIM12-TIM17共14个定时器,而中间的TIM9,TIM10,TIM11是不存在的,这点要注意。
    4.   STM32H7的PWM输出100MHz也是没问题的。输出效果见本章2.3小节。

    34.2 定时器PWM的驱动设计

    针对STM32H7的定时器PWM功能,专门设置了一个超级函数,用户可以方便的配置TIM1-TIM17所有定时器的PWM输出。

    34.2.1 定时器PWM输出支持的引脚

    STM32H7支持的PWM输出引脚如下(未整理互补输出引脚):

        TIM1_CH1,  PA8   PE9   PK1
        TIM1_CH2,  PA9   PE11
        TIM1_CH3,  PA10  PE13  PJ9
        TIM1_CH4,  PA11  PE14  PJ11
    
        TIM2_CH1,  PA0   PA5   PA15
        TIM2_CH2,  PA1   PB3  
        TIM2_CH3,  PA2
        TIM2_CH4,  PA3   PB11
    
        TIM3_CH1,  PA6   PC6  PB4
        TIM3_CH2,  PA7   PC7  PB5   
        TIM3_CH3,  PB0   PC8  
        TIM3_CH4,  PB1   PC9  
    
        TIM4_CH1,  PB6   PD12
        TIM4_CH2,  PB7   PD13
        TIM4_CH3,  PB8   PD14
        TIM4_CH4,  PB9   PD15
    
        TIM5_CH1,  PA0   PH10
        TIM5_CH2,  PA1   PH11
        TIM5_CH3,  PA2   PH12
        TIM5_CH4,  PA3   PI0
    
        TIM8_CH1,  PC6   PI5  PJ8
        TIM8_CH2,  PC7   PI6  PJ10
        TIM8_CH3,  PC8   PI7  PK0
        TIM8_CH4,  PC9   
    
        TIM12_CH1,  PB14  PH6
        TIM12_CH2,  PB15  PH9
    
        TIM13_CH1,  PF8
    
        TIM14_CH1,  PF9
    
        TIM15_CH1,  PE5 
        TIM15_CH2,  PE6
    
        TIM16_CH1,  PB8   PF6
        TIM16_CH2,  PF7
    
        TIM17_CH1,  PB9

    使用时,直接配置定时器PWM模式,并配置相应引脚即可使用。

    34.2.2 定时器PWM初始化

    下面函数的作用是根据使用的是GPIO,使能相应的GPIO时钟。

    1.    /*
    2.    ******************************************************************************************************
    3.    *    函 数 名: bsp_RCC_GPIO_Enable
    4.    *    功能说明: 使能GPIO时钟
    5.    *    形    参: GPIOx GPIOA - GPIOK
    6.    *    返 回 值: 无
    7.    ******************************************************************************************************
    8.    */
    9.    void bsp_RCC_GPIO_Enable(GPIO_TypeDef* GPIOx)
    10.    {
    11.        if (GPIOx == GPIOA) __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    12.        else if (GPIOx == GPIOB) __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    13.        else if (GPIOx == GPIOC) __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
    14.        else if (GPIOx == GPIOD) __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
    15.        else if (GPIOx == GPIOE) __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();
    16.        else if (GPIOx == GPIOF) __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
    17.        else if (GPIOx == GPIOG) __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE();
    18.        else if (GPIOx == GPIOH) __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
    19.        else if (GPIOx == GPIOI) __HAL_RCC_GPIOI_CLK_ENABLE();
    20.        else if (GPIOx == GPIOJ) __HAL_RCC_GPIOJ_CLK_ENABLE();
    21.        else if (GPIOx == GPIOK) __HAL_RCC_GPIOK_CLK_ENABLE();
    22.    }

    下面函数的作用是根据使用的定时器,使能和禁止相应的定时器时钟。

    1.    /*
    2.    ******************************************************************************************************
    3.    *    函 数 名: bsp_RCC_TIM_Enable
    4.    *    功能说明: 使能TIM RCC 时钟
    5.    *    形    参: TIMx TIM1 - TIM17
    6.    *    返 回 值: 无
    7.    ******************************************************************************************************
    8.    */
    9.    void bsp_RCC_TIM_Enable(TIM_TypeDef* TIMx)
    10.    {
    11.        if (TIMx == TIM1) __HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE();
    12.        else if (TIMx == TIM2) __HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();
    13.        else if (TIMx == TIM3) __HAL_RCC_TIM3_CLK_ENABLE();
    14.        else if (TIMx == TIM4) __HAL_RCC_TIM4_CLK_ENABLE();
    15.        else if (TIMx == TIM5) __HAL_RCC_TIM5_CLK_ENABLE();
    16.        else if (TIMx == TIM6) __HAL_RCC_TIM6_CLK_ENABLE();
    17.        else if (TIMx == TIM7) __HAL_RCC_TIM7_CLK_ENABLE();
    18.        else if (TIMx == TIM8) __HAL_RCC_TIM8_CLK_ENABLE();
    19.    //    else if (TIMx == TIM9) __HAL_RCC_TIM9_CLK_ENABLE();
    20.    //    else if (TIMx == TIM10) __HAL_RCC_TIM10_CLK_ENABLE();
    21.    //    else if (TIMx == TIM11) __HAL_RCC_TIM11_CLK_ENABLE();
    22.        else if (TIMx == TIM12) __HAL_RCC_TIM12_CLK_ENABLE();
    23.        else if (TIMx == TIM13) __HAL_RCC_TIM13_CLK_ENABLE();
    24.        else if (TIMx == TIM14) __HAL_RCC_TIM14_CLK_ENABLE();
    25.        else if (TIMx == TIM15) __HAL_RCC_TIM15_CLK_ENABLE();
    26.        else if (TIMx == TIM16) __HAL_RCC_TIM16_CLK_ENABLE();
    27.        else if (TIMx == TIM17) __HAL_RCC_TIM17_CLK_ENABLE();    
    28.        else
    29.        {
    30.            Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
    31.        }    
    32.    }
    33.    
    34.    /*
    35.    ******************************************************************************************************
    36.    *    函 数 名: bsp_RCC_TIM_Disable
    37.    *    功能说明: 关闭TIM RCC 时钟
    38.    *    形    参: TIMx TIM1 - TIM17
    39.    *    返 回 值: TIM外设时钟名
    40.    ******************************************************************************************************
    41.    */
    42.    void bsp_RCC_TIM_Disable(TIM_TypeDef* TIMx)
    43.    {
    44.        /*
    45.            APB1 定时器有 TIM2, TIM3 ,TIM4, TIM5, TIM6, TIM7, TIM12, TIM13, TIM14
    46.            APB2 定时器有 TIM1, TIM8 , TIM15, TIM16,TIM17
    47.        */
    48.        if (TIMx == TIM1) __HAL_RCC_TIM3_CLK_DISABLE();
    49.        else if (TIMx == TIM2) __HAL_RCC_TIM2_CLK_DISABLE();
    50.        else if (TIMx == TIM3) __HAL_RCC_TIM3_CLK_DISABLE();
    51.        else if (TIMx == TIM4) __HAL_RCC_TIM4_CLK_DISABLE();
    52.        else if (TIMx == TIM5) __HAL_RCC_TIM5_CLK_DISABLE();
    53.        else if (TIMx == TIM6) __HAL_RCC_TIM6_CLK_DISABLE();
    54.        else if (TIMx == TIM7) __HAL_RCC_TIM7_CLK_DISABLE();
    55.        else if (TIMx == TIM8) __HAL_RCC_TIM8_CLK_DISABLE();
    56.    //    else if (TIMx == TIM9) __HAL_RCC_TIM9_CLK_DISABLE();
    57.    //    else if (TIMx == TIM10) __HAL_RCC_TIM10_CLK_DISABLE();
    58.    //    else if (TIMx == TIM11) __HAL_RCC_TIM11_CLK_DISABLE();
    59.        else if (TIMx == TIM12) __HAL_RCC_TIM12_CLK_DISABLE();
    60.        else if (TIMx == TIM13) __HAL_RCC_TIM13_CLK_DISABLE();
    61.        else if (TIMx == TIM14) __HAL_RCC_TIM14_CLK_DISABLE();
    62.        else if (TIMx == TIM15) __HAL_RCC_TIM15_CLK_DISABLE();
    63.        else if (TIMx == TIM16) __HAL_RCC_TIM16_CLK_DISABLE();
    64.        else if (TIMx == TIM17) __HAL_RCC_TIM17_CLK_DISABLE();
    65.        else
    66.        {
    67.            Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
    68.        }
    69.    }

    配置定时器的PWM功能时,要是设置引脚的复用模式,下面函数就是起到这个作用。

    1.    /*
    2.    ******************************************************************************************************
    3.    *    函 数 名: bsp_GetAFofTIM
    4.    *    功能说明: 根据TIM 得到AF寄存器配置
    5.    *    形    参: TIMx TIM1 - TIM17
    6.    *    返 回 值: AF寄存器配置
    7.    ******************************************************************************************************
    8.    */
    9.    uint8_t bsp_GetAFofTIM(TIM_TypeDef* TIMx)
    10.    {
    11.        uint8_t ret = 0;
    12.    
    13.        if (TIMx == TIM1) ret = GPIO_AF1_TIM1;
    14.        else if (TIMx == TIM2) ret = GPIO_AF1_TIM2;
    15.        else if (TIMx == TIM3) ret = GPIO_AF2_TIM3;
    16.        else if (TIMx == TIM4) ret = GPIO_AF2_TIM4;
    17.        else if (TIMx == TIM5) ret = GPIO_AF2_TIM5;
    18.        else if (TIMx == TIM8) ret = GPIO_AF3_TIM8;
    19.        else if (TIMx == TIM12) ret = GPIO_AF2_TIM12;
    20.        else if (TIMx == TIM13) ret = GPIO_AF9_TIM13;
    21.        else if (TIMx == TIM14) ret = GPIO_AF9_TIM14;
    22.        else if (TIMx == TIM15) ret = GPIO_AF4_TIM15;
    23.        else if (TIMx == TIM16) ret = GPIO_AF1_TIM16;
    24.        else if (TIMx == TIM17) ret = GPIO_AF1_TIM17;
    25.        else
    26.        {
    27.            Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
    28.        }
    29.        
    30.        return ret;
    31.    }

    下面函数的作用是配置用于PWM输出的引脚:

    1.    /*
    2.    ******************************************************************************************************
    3.    *    函 数 名: bsp_ConfigTimGpio
    4.    *    功能说明: 配置GPIO和TIM时钟, GPIO连接到TIM输出通道
    5.    *    形    参: GPIOx : GPIOA - GPIOK
    6.    *              GPIO_PinX : GPIO_PIN_0 - GPIO__PIN_15
    7.    *              TIMx : TIM1 - TIM17
    8.    *    返 回 值: 无
    9.    ******************************************************************************************************
    10.    */
    11.    void bsp_ConfigTimGpio(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_PinX, TIM_TypeDef* TIMx)
    12.    {
    13.        GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStruct;
    14.    
    15.        /* 使能GPIO时钟 */
    16.        bsp_RCC_GPIO_Enable(GPIOx);
    17.    
    18.          /* 使能TIM时钟 */
    19.        bsp_RCC_TIM_Enable(TIMx);
    20.    
    21.        GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    22.        GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    23.        GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
    24.        GPIO_InitStruct.Alternate = bsp_GetAFofTIM(TIMx);
    25.        GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PinX;
    26.        HAL_GPIO_Init(GPIOx, &GPIO_InitStruct);
    27.    }

    当占空比是0%或者100%时,直接设置引脚的高低电平状态。

    1.    /*
    2.    ******************************************************************************************************
    3.    *    函 数 名: bsp_ConfigGpioOut
    4.    *    功能说明: 配置GPIO为推挽输出。主要用于PWM输出,占空比为0和100的情况。
    5.    *    形    参: GPIOx : GPIOA - GPIOK
    6.    *              GPIO_PinX : GPIO_PIN_0 - GPIO__PIN_15
    7.    *    返 回 值: 无
    8.    ******************************************************************************************************
    9.    */
    10.    void bsp_ConfigGpioOut(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_PinX)
    11.    {
    12.        GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStruct;
    13.    
    14.        bsp_RCC_GPIO_Enable(GPIOx);        /* 使能GPIO时钟 */
    15.    
    16.        GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    17.        GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    18.        GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
    19.        GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PinX;
    20.        HAL_GPIO_Init(GPIOx, &GPIO_InitStruct);
    21.    }

    下面的函数是实现TIM1 – TIM17进行PWM输出的核心,也是专门供用户调用的。

    22.    /*
    23.    ******************************************************************************************************
    24.    *    函 数 名: bsp_SetTIMOutPWM
    25.    *    功能说明: 设置引脚输出的PWM信号的频率和占空比.  当频率为0,并且占空为0时,关闭定时器,GPIO输出0;
    26.    *              当频率为0,占空比为100%时,GPIO输出1.
    27.    *    形    参: GPIOx : GPIOA - GPIOK
    28.    *             GPIO_Pin : GPIO_PIN_0 - GPIO__PIN_15
    29.    *             TIMx : TIM1 - TIM17
    30.    *             _ucChannel:使用的定时器通道,范围1 - 4
    31.    *             _ulFreq : PWM信号频率,单位Hz  (实际测试,可以输出100MHz). 0 表示禁止输出
    32.    *             _ulDutyCycle : PWM信号占空比,单位: 万分之一。如5000,表示50.00%的占空比
    33.    *    返 回 值: 无
    34.    ******************************************************************************************************
    35.    */
    36.    void bsp_SetTIMOutPWM(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, TIM_TypeDef* TIMx, uint8_t _ucChannel,
    37.         uint32_t _ulFreq, uint32_t _ulDutyCycle)
    38.    {
    39.        TIM_HandleTypeDef  TimHandle = {0};
    40.        TIM_OC_InitTypeDef sConfig = {0};    
    41.        uint16_t usPeriod;
    42.        uint16_t usPrescaler;
    43.        uint32_t pulse;
    44.        uint32_t uiTIMxCLK;
    45.        const uint16_t TimChannel[6+1] = {0, TIM_CHANNEL_1, TIM_CHANNEL_2, TIM_CHANNEL_3, TIM_CHANNEL_4,
    46.                                            TIM_CHANNEL_5, TIM_CHANNEL_6};
    47.    
    48.        if (_ucChannel > 6)
    49.        {
    50.            Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
    51.        }
    52.        
    53.        if (_ulDutyCycle == 0)
    54.        {        
    55.            //bsp_RCC_TIM_Disable(TIMx);        /* 关闭TIM时钟, 可能影响其他通道 */        
    56.            bsp_ConfigGpioOut(GPIOx, GPIO_Pin);    /* 配置GPIO为推挽输出 */            
    57.            GPIOx->BSRRH = GPIO_Pin;        /* PWM = 0 */        
    58.            return;
    59.        }
    60.        else if (_ulDutyCycle == 10000)
    61.        {
    62.            //bsp_RCC_TIM_Disable(TIMx);        /* 关闭TIM时钟, 可能影响其他通道 */
    63.            bsp_ConfigGpioOut(GPIOx, GPIO_Pin);    /* 配置GPIO为推挽输出 */        
    64.            GPIOx->BSRRL = GPIO_Pin;        /* PWM = 1*/    
    65.            return;
    66.        }
    67.        
    68.        /* 下面是PWM输出 */
    69.        
    70.        bsp_ConfigTimGpio(GPIOx, GPIO_Pin, TIMx);    /* 使能GPIO和TIM时钟,并连接TIM通道到GPIO */
    71.        
    72.        /*-----------------------------------------------------------------------
    73.            bsp.c 文件中 void SystemClock_Config(void) 函数对时钟的配置如下: 
    74.    
    75.            System Clock source       = PLL (HSE)
    76.            SYSCLK(Hz)                = 400000000 (CPU Clock)
    77.            HCLK(Hz)                  = 200000000 (AXI and AHBs Clock)
    78.            AHB Prescaler             = 2
    79.            D1 APB3 Prescaler         = 2 (APB3 Clock  100MHz)
    80.            D2 APB1 Prescaler         = 2 (APB1 Clock  100MHz)
    81.            D2 APB2 Prescaler         = 2 (APB2 Clock  100MHz)
    82.            D3 APB4 Prescaler         = 2 (APB4 Clock  100MHz)
    83.    
    84.            因为APB1 prescaler != 1, 所以 APB1上的TIMxCLK = APB1 x 2 = 200MHz;
    85.            因为APB2 prescaler != 1, 所以 APB2上的TIMxCLK = APB2 x 2 = 200MHz;
    86.            APB4上面的TIMxCLK没有分频,所以就是100MHz;
    87.    
    88.            APB1 定时器有 TIM2, TIM3 ,TIM4, TIM5, TIM6, TIM7, TIM12, TIM13, TIM14,LPTIM1
    89.            APB2 定时器有 TIM1, TIM8 , TIM15, TIM16,TIM17
    90.    
    91.            APB4 定时器有 LPTIM2,LPTIM3,LPTIM4,LPTIM5
    92.    
    93.        ----------------------------------------------------------------------- */
    94.        if ((TIMx == TIM1) || (TIMx == TIM8) || (TIMx == TIM15) || (TIMx == TIM16) || (TIMx == TIM17))
    95.        {
    96.            /* APB2 定时器时钟 = 200M */
    97.            uiTIMxCLK = SystemCoreClock / 2;
    98.        }
    99.        else    
    100.        {
    101.            /* APB1 定时器 = 200M */
    102.            uiTIMxCLK = SystemCoreClock / 2;
    103.        }
    104.    
    105.        if (_ulFreq < 100)
    106.        {
    107.            usPrescaler = 10000 - 1;                    /* 分频比 = 10000 */
    108.            usPeriod =  (uiTIMxCLK / 10000) / _ulFreq  - 1;        /* 自动重装的值 */
    109.        }
    110.        else if (_ulFreq < 3000)
    111.        {
    112.            usPrescaler = 100 - 1;                    /* 分频比 = 100 */
    113.            usPeriod =  (uiTIMxCLK / 100) / _ulFreq  - 1;        /* 自动重装的值 */
    114.        }
    115.        else    /* 大于4K的频率,无需分频 */
    116.        {
    117.            usPrescaler = 0;                    /* 分频比 = 1 */
    118.            usPeriod = uiTIMxCLK / _ulFreq - 1;    /* 自动重装的值 */
    119.        }
    120.        pulse = (_ulDutyCycle * usPeriod) / 10000;
    121.    
    122.        
    123.        HAL_TIM_PWM_DeInit(&TimHandle);
    124.        
    125.        /*  PWM频率 = TIMxCLK / usPrescaler + 1)/usPeriod + 1)*/
    126.        TimHandle.Instance = TIMx;
    127.        TimHandle.Init.Prescaler         = usPrescaler;
    128.        TimHandle.Init.Period            = usPeriod;
    129.        TimHandle.Init.ClockDivision     = 0;
    130.        TimHandle.Init.CounterMode       = TIM_COUNTERMODE_UP;
    131.        TimHandle.Init.RepetitionCounter = 0;
    132.        TimHandle.Init.AutoReloadPreload = 0;
    133.        if (HAL_TIM_PWM_Init(&TimHandle) != HAL_OK)
    134.        {
    135.            Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
    136.        }
    137.    
    138.        /* 配置定时器PWM输出通道 */
    139.        sConfig.OCMode       = TIM_OCMODE_PWM1;
    140.        sConfig.OCPolarity   = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
    141.        sConfig.OCFastMode   = TIM_OCFAST_DISABLE;
    142.        sConfig.OCNPolarity  = TIM_OCNPOLARITY_HIGH;
    143.        sConfig.OCNIdleState = TIM_OCNIDLESTATE_RESET;
    144.        sConfig.OCIdleState  = TIM_OCIDLESTATE_RESET;
    145.    
    146.        /* 占空比 */
    147.        sConfig.Pulse = pulse;
    148.        if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&TimHandle, &sConfig, TimChannel[_ucChannel]) != HAL_OK)
    149.        {
    150.            Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
    151.        }
    152.        
    153.        /* 启动PWM输出 */
    154.        if (HAL_TIM_PWM_Start(&TimHandle, TimChannel[_ucChannel]) != HAL_OK)
    155.        {
    156.            Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
    157.        }
    158.    }

    程序中的注释已经比较详细,这里把几个关键的地方再阐释下:

    •   第39 -40行,HAL库的这两个结构体变量要初始化为0,这个问题在第32章的的4.3和4.4小节有专门说明。
    •   第94 – 120行,计算出要配置的分频和周期。这里要注意一点,因为除了TIM2和TIM5,其它定时器都是16位的,相关寄存器大部分也都是16位的,配置的时候不可以超出0 -65535。这里分频变量usPrescaler和周期变量usPeriod统一按照16位计算,所以有了这几行代码做频率区分,防止超出范围。
    •   第126 – 136行,通过函数HAL_TIM_PWM_Init配置了PWM频率。
    •   第139 – 151行,配置定时器的PWM输出通道,关于结构体成员代表的含义和函数HAL_TIM_PWM_ConfigChannel的用法分别看第32章的3.3和4.4小节。
    •   第154行,启动定时器PWM输出。

    34.2.3 定时器PWM输出100MHz的效果

    测试PWM输出100MHz方波的效果,因为我的示波器是200MHz带宽,1Gsps采样率的,用来采样100MHz方波的话,仅可以采集到基波(一次谐波,100MHz),而三次谐波(300MHz),五次谐波(500MHz),以此类推都是采集不到的,所以最终的采集应该就是一个标准的100MHz正弦波,实际测试效果完美,就是个100MHz的正弦波。

    黄色的是波形,红色的是FFT幅值谱。

     

    实现这个高频率,代码要特别配置,实现如下,注意红字部分:

    /*##-1- 配置定时器外设 #######################################*/
    htim1.Instance = TIM1;
    htim1.Init.Prescaler = 0;
    htim1.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
    htim1.Init.Period = 1;
    htim1.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
    htim1.Init.RepetitionCounter = 0;
    htim1.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
    
    /*##-2- 使能定时器 ##########################################*/
    if (HAL_TIM_Base_Init(&htim1) != HAL_OK)
    {
        Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
    }
    
    /* 配置模式 */
    sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
    sConfigOC.Pulse = 1;
    sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
    sConfigOC.OCNPolarity = TIM_OCNPOLARITY_HIGH;
    sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
    sConfigOC.OCIdleState = TIM_OCIDLESTATE_RESET;
    sConfigOC.OCNIdleState = TIM_OCNIDLESTATE_RESET;
    
    /* 配置PWM 通道 */
    if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim1, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK)
    {
          Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
    }
    
    /* 开启PWM输出 */
    if (HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK)
    {
            Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
    }

    34.3 定时器板级支持包(bsp_tim_pwm.c)

    定时器驱动文件bsp_tim_pwm.c主要实现了如下两个API供用户调用:

    •   bsp_SetTIMOutPWM
    •   bsp_SetTIMforInt

    这个两个函数都是TIM1-TIM17所有定时器都支持,函数bsp_SetTIMforInt用于定时器周期性中断,下个章节为大家讲解,本小节主要把函数bsp_SetTIMOutPWM做个说明。

    34.3.1 函数bsp_SetTIMOutPWM

    函数原型:

    void bsp_SetTIMOutPWM(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, TIM_TypeDef* TIMx, uint8_t _ucChannel,
                          uint32_t _ulFreq, uint32_t _ulDutyCycle)

    函数描述:

    此函数主要用配置定时器的PWM输出。

    函数参数:

    •   第1个参数GPIO分组,范围GPIOA – GPIOK。
    •   第2个参数是具体的GPIO引脚,范围GPIO_PIN_0 - GPIO__PIN_15。
    •   第3个参数用于指定使用哪个定时器,参数可以是TIM1 – TIM17所有定时器(不含TIM9,TIM10和TIM11,因为STM32H7不支持这三个定时器)。
    •   第4个参数是使用的定时器通道,范围1-4,分别表示通道1,通道2,通道3和通道4。
    •   第5个参数是要实现的定时器中断频率,单位Hz,如果填0的话,表示关闭。
    •   第6个参数是PWM信号占空比,单位: 万分之一。如5000,表示50.00%的占空比。

    注意事项:

    1. PWM频率最好别超过50MHz,因为此函数的源码实现超过50MHz后,计算的已经不准确。10MHz以下基本都是没问题的。

    使用举例:

    比如配置PB3硬件输出1KHz方波,占空比50%

    bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_3,  TIM3,  4, 1000, 5000)

    34.4 定时器驱动移植和使用

    定时器的移植比较简单:

    •   第1步:复制bsp_tim_pwm.c和bsp_tim_pwm.h到自己的工程目录,并添加到工程里面。
    •   第2步:这几个驱动文件主要用到HAL库的GPIO和TIM驱动文件,简单省事些可以添加所有HAL库.C源文件进来。
    •   第3步,应用方法看本章节配套例子即可。

    34.5 实验例程设计框架

    通过程序设计框架,让大家先对配套例程有一个全面的认识,然后再理解细节,本次实验例程的设计框架如下:

     第1阶段,上电启动阶段:

    • 这部分在第14章进行了详细说明。

      第2阶段,进入main函数:

    •  第1步,硬件初始化,主要是MPU,Cache,HAL库,系统时钟,滴答定时器,LED和串口。
    •   第2步,输出两路PWM以及按键消息处理。

    34.6 实验例程说明(MDK)

    配套例子:

    V7-019_定时器PWM输出(驱动支持TIM1-TIM17)

    实验目的:

    1. 学习定时器PWM输出。

    实验内容:

    1. 系统上电后驱动了1个软件定时器,每100ms翻转一次LED2,同时PB3和PB15输出1KHz方波,占空比50% 。
    2. TM32H7支持TIM1-TIM8,TIM12-TIM17共14个定时器,而中间的TIM9,TIM10,TIM11是不存在的。

    实验操作:

    1. K1键按下,PB1和PB15输出1KHz方波,占空比50%。
    2. K2键按下,PB1和PB15输出10KHz方波,占空比50%。
    3. K3键按下,PB1和PB15输出100KHz方波,占空比50%

    PWM输出引脚PB1和PB15的位置:

     

    上电后串口打印的信息:

    波特率 115200,数据位 8,奇偶校验位无,停止位 1

     

    程序设计:

      系统栈大小分配:

     

      RAM空间用的DTCM:

     

      硬件外设初始化

    硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现:

    /*
    *********************************************************************************************************
    *    函 数 名: bsp_Init
    *    功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
    *    形    参:无
    *    返 回 值: 无
    *********************************************************************************************************
    */
    void bsp_Init(void)
    {
        /* 配置MPU */
        MPU_Config();
        
        /* 使能L1 Cache */
        CPU_CACHE_Enable();
    
        /* 
           STM32H7xx HAL 库初始化,此时系统用的还是H7自带的64MHz,HSI时钟:
           - 调用函数HAL_InitTick,初始化滴答时钟中断1ms。
           - 设置NVIV优先级分组为4。
         */
        HAL_Init();
    
        /* 
           配置系统时钟到400MHz
           - 切换使用HSE。
           - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock,并重新配置HAL_InitTick。
        */
        SystemClock_Config();
    
        /* 
           Event Recorder:
           - 可用于代码执行时间测量,MDK5.25及其以上版本才支持,IAR不支持。
           - 默认不开启,如果要使能此选项,务必看V7开发板用户手册第xx章
        */    
    #if Enable_EventRecorder == 1  
        /* 初始化EventRecorder并开启 */
        EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
        EventRecorderStart();
    #endif
        
        bsp_InitKey();        /* 按键初始化,要放在滴答定时器之前,因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
        bsp_InitTimer();      /* 初始化滴答定时器 */
        bsp_InitUart();    /* 初始化串口 */
        bsp_InitExtIO();    /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */    
        bsp_InitLed();        /* 初始化LED */    
    }

      MPU配置和Cache配置:

    数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区(本例子未用到AXI SRAM)和FMC的扩展IO区。

    /*
    *********************************************************************************************************
    *    函 数 名: MPU_Config
    *    功能说明: 配置MPU
    *    形    参: 无
    *    返 回 值: 无
    *********************************************************************************************************
    */
    static void MPU_Config( void )
    {
        MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;
    
        /* 禁止 MPU */
        HAL_MPU_Disable();
    
        /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate,Write allocate */
        MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
        MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x24000000;
        MPU_InitStruct.Size             = MPU_REGION_SIZE_512KB;
        MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
        MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
        MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
        MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
        MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER0;
        MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL1;
        MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
        MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
    
        HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
        
        
        /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
        MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
        MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x60000000;
        MPU_InitStruct.Size             = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;    
        MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
        MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
        MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;    
        MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
        MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER1;
        MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL0;
        MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
        MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
        
        HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
    
        /*使能 MPU */
        HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
    }
    
    /*
    *********************************************************************************************************
    *    函 数 名: CPU_CACHE_Enable
    *    功能说明: 使能L1 Cache
    *    形    参: 无
    *    返 回 值: 无
    *********************************************************************************************************
    */
    static void CPU_CACHE_Enable(void)
    {
        /* 使能 I-Cache */
        SCB_EnableICache();
    
        /* 使能 D-Cache */
        SCB_EnableDCache();
    }

      主功能:

    主程序实现如下操作:

    •   K1键按下,PB1和PB15输出1KHz方波,占空比50%。
    •   K2键按下,PB1和PB15输出10KHz方波,占空比50%。
    •   K3键按下,PB1和PB15输出100KHz方波,占空比50%。
    /*
    *********************************************************************************************************
    *    函 数 名: main
    *    功能说明: c程序入口
    *    形    参: 无
    *    返 回 值: 错误代码(无需处理)
    *********************************************************************************************************
    */
    int main(void)
    {
        uint8_t ucKeyCode;        /* 按键代码 */
        
    
        bsp_Init();        /* 硬件初始化 */
        
        PrintfLogo();    /* 打印例程名称和版本等信息 */
        PrintfHelp();    /* 打印操作提示 */
    
        bsp_StartAutoTimer(0, 100);    /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */
        
        bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_1,  TIM3,  4, 1000, 5000); /* PB3硬件输出1KHz方波,占空比50% */
        bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_15, TIM12, 2, 1000, 5000); /* PB15硬件输出1KHz方波,占空比50% */
        
        /* 进入主程序循环体 */
        while (1)
        {
            bsp_Idle();        /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */
    
            /* 判断定时器超时时间 */
            if (bsp_CheckTimer(0))    
            {
                /* 每隔50ms 进来一次 */  
                bsp_LedToggle(2);
            }
    
            /* 按键滤波和检测由后台systick中断服务程序实现,我们只需要调用bsp_GetKey读取键值即可。 */
            ucKeyCode = bsp_GetKey();    /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */
            if (ucKeyCode != KEY_NONE)
            {
                switch (ucKeyCode)
                {
                    case KEY_DOWN_K1:            /* K1键按下,PB1和PB15输出1KHz方波,占空比50% */
                        bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_1,  TIM3,  4, 1000, 5000);
                        bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_15, TIM12, 2, 1000, 5000);
                        break;
    
                    case KEY_DOWN_K2:            /* K2键按下,PB1和PB15输出10KHz方波,占空比50% */
                        bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_1,  TIM3,  4, 10000, 5000);
                        bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_15, TIM12, 2, 10000, 5000);
                        break;
                    
                    case KEY_DOWN_K3:            /* K3键按下,PB1和PB15输出100KHz方波,占空比50% */
                        bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_1,  TIM3,  4, 100000, 5000);
                        bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_15, TIM12, 2, 100000, 5000);            
                        break;
    
                    default:
                        /* 其它的键值不处理 */
                        break;
                }
            }
        }
    }

    34.7 实验例程说明(IAR)

    配套例子:

    V7-019_定时器PWM输出(驱动支持TIM1-TIM17)

    实验目的:

    1. 学习定时器PWM输出。

    实验内容:

    1. 系统上电后驱动了1个软件定时器,每100ms翻转一次LED2,同时PB3和PB15输出1KHz方波,占空比50% 。
    2. TM32H7支持TIM1-TIM8,TIM12-TIM17共14个定时器,而中间的TIM9,TIM10,TIM11是不存在的。

    实验操作:

    1. K1键按下,PB1和PB15输出1KHz方波,占空比50%。
    2. K2键按下,PB1和PB15输出10KHz方波,占空比50%。
    3. K3键按下,PB1和PB15输出100KHz方波,占空比50%

    PWM输出引脚PB1和PB15的位置:

     

    上电后串口打印的信息:

    波特率 115200,数据位 8,奇偶校验位无,停止位 1

     

    程序设计:

      系统栈大小分配:

     

      RAM空间用的DTCM:

     

      硬件外设初始化

    硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现:

    /*
    *********************************************************************************************************
    *    函 数 名: bsp_Init
    *    功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
    *    形    参:无
    *    返 回 值: 无
    *********************************************************************************************************
    */
    void bsp_Init(void)
    {
        /* 配置MPU */
        MPU_Config();
        
        /* 使能L1 Cache */
        CPU_CACHE_Enable();
    
        /* 
           STM32H7xx HAL 库初始化,此时系统用的还是H7自带的64MHz,HSI时钟:
           - 调用函数HAL_InitTick,初始化滴答时钟中断1ms。
           - 设置NVIV优先级分组为4。
         */
        HAL_Init();
    
        /* 
           配置系统时钟到400MHz
           - 切换使用HSE。
           - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock,并重新配置HAL_InitTick。
        */
        SystemClock_Config();
    
        /* 
           Event Recorder:
           - 可用于代码执行时间测量,MDK5.25及其以上版本才支持,IAR不支持。
           - 默认不开启,如果要使能此选项,务必看V7开发板用户手册第xx章
        */    
    #if Enable_EventRecorder == 1  
        /* 初始化EventRecorder并开启 */
        EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
        EventRecorderStart();
    #endif
        
        bsp_InitKey();        /* 按键初始化,要放在滴答定时器之前,因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
        bsp_InitTimer();      /* 初始化滴答定时器 */
        bsp_InitUart();    /* 初始化串口 */
        bsp_InitExtIO();    /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */    
        bsp_InitLed();        /* 初始化LED */    
    }

      MPU配置和Cache配置:

    数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区(本例子未用到AXI SRAM)和FMC的扩展IO区。

    /*
    *********************************************************************************************************
    *    函 数 名: MPU_Config
    *    功能说明: 配置MPU
    *    形    参: 无
    *    返 回 值: 无
    *********************************************************************************************************
    */
    static void MPU_Config( void )
    {
        MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;
    
        /* 禁止 MPU */
        HAL_MPU_Disable();
    
        /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate,Write allocate */
        MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
        MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x24000000;
        MPU_InitStruct.Size             = MPU_REGION_SIZE_512KB;
        MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
        MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
        MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
        MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
        MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER0;
        MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL1;
        MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
        MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
    
        HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
        
        
        /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
        MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
        MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x60000000;
        MPU_InitStruct.Size             = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;    
        MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
        MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
        MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;    
        MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
        MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER1;
        MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL0;
        MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
        MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
        
        HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
    
        /*使能 MPU */
        HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
    }
    
    /*
    *********************************************************************************************************
    *    函 数 名: CPU_CACHE_Enable
    *    功能说明: 使能L1 Cache
    *    形    参: 无
    *    返 回 值: 无
    *********************************************************************************************************
    */
    static void CPU_CACHE_Enable(void)
    {
        /* 使能 I-Cache */
        SCB_EnableICache();
    
        /* 使能 D-Cache */
        SCB_EnableDCache();
    }

      主功能:

    主程序实现如下操作:

    •   K1键按下,PB1和PB15输出1KHz方波,占空比50%。
    •   K2键按下,PB1和PB15输出10KHz方波,占空比50%。
    •   K3键按下,PB1和PB15输出100KHz方波,占空比50%。
    /*
    *********************************************************************************************************
    *    函 数 名: main
    *    功能说明: c程序入口
    *    形    参: 无
    *    返 回 值: 错误代码(无需处理)
    *********************************************************************************************************
    */
    int main(void)
    {
        uint8_t ucKeyCode;        /* 按键代码 */
        
    
        bsp_Init();        /* 硬件初始化 */
        
        PrintfLogo();    /* 打印例程名称和版本等信息 */
        PrintfHelp();    /* 打印操作提示 */
    
        bsp_StartAutoTimer(0, 100);    /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */
        
        bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_1,  TIM3,  4, 1000, 5000); /* PB3硬件输出1KHz方波,占空比50% */
        bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_15, TIM12, 2, 1000, 5000); /* PB15硬件输出1KHz方波,占空比50% */
        
        /* 进入主程序循环体 */
        while (1)
        {
            bsp_Idle();        /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */
    
            /* 判断定时器超时时间 */
            if (bsp_CheckTimer(0))    
            {
                /* 每隔50ms 进来一次 */  
                bsp_LedToggle(2);
            }
    
            /* 按键滤波和检测由后台systick中断服务程序实现,我们只需要调用bsp_GetKey读取键值即可。 */
            ucKeyCode = bsp_GetKey();    /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */
            if (ucKeyCode != KEY_NONE)
            {
                switch (ucKeyCode)
                {
                    case KEY_DOWN_K1:            /* K1键按下,PB1和PB15输出1KHz方波,占空比50% */
                        bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_1,  TIM3,  4, 1000, 5000);
                        bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_15, TIM12, 2, 1000, 5000);
                        break;
    
                    case KEY_DOWN_K2:            /* K2键按下,PB1和PB15输出10KHz方波,占空比50% */
                        bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_1,  TIM3,  4, 10000, 5000);
                        bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_15, TIM12, 2, 10000, 5000);
                        break;
                    
                    case KEY_DOWN_K3:            /* K3键按下,PB1和PB15输出100KHz方波,占空比50% */
                        bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_1,  TIM3,  4, 100000, 5000);
                        bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_15, TIM12, 2, 100000, 5000);            
                        break;
    
                    default:
                        /* 其它的键值不处理 */
                        break;
                }
            }
        }
    }

    34.8 总结

    本章节就为大家讲解这么多,相对比较容易掌握,望初学者熟练运用。

  • 相关阅读:
    LeetCode-198-打家劫舍
    LeetCode-279-完全平方数
    LeetCode-91-解码方法
    Redis RDB 分析工具 rdbtools 说明(转载)
    ftp软件下载,ftp软件到底在哪里下载
    element-ui组件库二次开发——打包、上传npm
    ftp客户端工具,这6款好用的ftp客户端工具,站长们必不可少的常用工具!
    不会用Java Future,我怀疑你泡茶没我快, 又是超长图文!!(转载)
    ftp管理软件,ftp管理软件怎么使用
    Android连载22-自定义广播之标准广播发送(转载)
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/armfly/p/11956167.html
Copyright © 2020-2023  润新知