有些應用場合,我們需要使用多個定時器主從級聯,然后讓各個定時器同時啟動并做同頻同相的PWM波形輸出。要完成這個功能,有時發現實現起來似乎并沒有那么順暢,這里基于STM32F1系列芯片做個配置示例。之所以選擇STM32F1芯片主要是考慮到有部分人使用STM32F1芯片并基于標準庫做開發,那么,我這里就Cube庫和標準庫給出兩套相關主從配置的示例代碼,供有需要的人參考。
在調試驗證過程中我選擇STM32F103 Nucleo板,主芯片為STM32F103RB.將片內定時器TIM1/TIM2/TIM3/TIM4四個定時器主從首尾相連,同時啟動并要求四個定時器輸出同頻同相信號。
先查看STM32F1參考手冊相關章節【這個環節是必不可少的】,各類定時器從模式控制寄存器描述部分往往有定時器內部觸發連接表格。我們要看的是下面這個表格:
結合上面定時器內部觸發連接表格,讓四個定時器建立如下主從級聯關系。
基本原理是這樣的【實際上是結合上圖看圖說話】:
TIM1工作在主模式,TIM4工作在從模式,TIM2和TIM3處于雙角色,既做主又做從。其中TIM2/TIM3/TIM4的從模式都配置在觸發從模式,即Trigger Slave Mode.
TIM1的定時器使能操作作為觸發輸出[TRGO]觸發TIM2并使能TIM2的計數器,同時TIM2的定時器使能操作又作為觸發輸出信號連接到TIM3,并觸發TIM3的定時器啟動。同樣,TIM3的定時器使能信號又作為TIM4的觸發信號,連接到TIM4的內部觸發輸入端,觸發啟動TIM4. 在所有定時器使用相同時鐘源、相同時基參數配置的前提下,同時輸出多路完美同頻同相的PWM波形,像下面的樣子?!疚覟榱私貓D方便,圖形來自于IDE的邏輯分析儀模擬效果】
這里的配置要點,就是軟件只需使能TIM1的計數器,其它定時器的計數器靠觸發信號啟動并保持同步計數。這里只用到定時器的使能信號作為觸發輸出[TRGO]并連到下一級從模式定時器。當然可以作為觸發輸出的信號很多,讀者可以進一步查看相關資料。
一、基于stm32F1標準庫的跟定時器主從配置相關代碼如下【關于時基配置和PWM輸出配置這里就沒放進來了。重點關注這幾個定時器的主從配置】:
我們在添加用戶應用代碼時,要注意的一點就是TIM2/TIM3/TIM4的計數器不必、也不可手動啟動,我們只需手動使能TIM1計數器的工作就好,并開啟各ARR/CCR寄存器的預取功能。
二、上面是基于STM32F1標準庫有關定時器主從配置的參考配置代碼,如果是基于CubeMx配置工具來配置的話,參照下面配置操作后即可生成相關配置代碼?!局鲝呐渲藐P注紅色方框內的配置】
TIM1的相關主從配置:
TIM2的相關主從配置:
TIM3的相關主從配置:
TIM4的相關主從配置:
同樣,在用戶代碼里只需開啟TIM2/TIM3/TIM4的相關PWM輸出功能,不要軟件使能它們三個定時器的計數器。配置好TIM1的PWM輸出功能后,只需軟件使能TIM1的計數器,令其產生觸發輸出,讓4個定時器同步計數并做PWM輸出。
關于上面4個定時器實現同頻同相輸出的主從配置主要就這些內容,用戶程序里只需使能第一個主定時器的計數器工作,其它定時器的工作全靠觸發從模式觸發啟動。另外,在啟動第一個主定時器的時候,其它從定時器一定都已經配置好了,也就是說要注意用戶代碼中的那幾行代碼的先后順序??傊?,保證一點,在啟動定時器時所有定時器的初始化工作都要已經完成,不能啟動后才去做初始化,不然會導致計數和輸出不同步。
其實,即使使用CubeMx進行配置,也會面臨各種從模式的選擇問題,關于各種定時器從模式的特征和用法,以及定時器觸發信號內容請自行查看手冊或相關資料進一步閱讀了解,帶著問題去查看資料會更有效率些。
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原文標題:多個定時器同步輸出的主從配置示例
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