STM32 CUBEMX主从定时器配置PWM任意相位可调，占空比以及频率可调（学习记录）_stm32cube 主从pwm

一.前言

通常stm32产生PWM用的是定时器的PWM模式，以此来生成频率和占空比可调的方波信号。但某些时候也需要生成初始相位可调的方波，仅仅使用一个PWM功能就不能满足要求了，这时我们可以通过主从定时器来实现。

定时器可以设置主从关系，简单来说就是可以用主定时器控制从定时器，这个过程可以套娃，如：从定时器可以控制从从定时器。

 主从模式定时器内部连接图（每款芯片可能有所不同，具体参见自己芯片手册）：

定时器内部触发连接源，例：若从定时器为TIM2，主定时器为TIM1，那么触发源为TR0。

这里我构想了两种方法，方法一仅作参考，推荐方法二，效果更好。

二.方法一

1.原理

以两PWM相位相差180°，两PWM占空比任意可调为例：

这里使用了三个定时器，TIM1为主定时器，TIM2为从定时器。TIM3为从从定时器。TIM1与TIM3所成PWM为最后所需要的，TIM2起到相位调节的作用。当TIM1产生上升沿时，TIM2开始计时，当TIM2计时到周期的一半时（即为180°相位值时，换个意思也就是时间差，这里时间差为周期一半，也就是TIM2产生占空比为50%的PWM）产生PWM，TIM2的上升沿被TIM3检测到后，TIM3开始产生PWM，占空比任意。这样就可以实现两任意相位，任意占空比的PWM。

2.实现

以STM32F407ZGT6为例（其他型号类似），实现双PWM相位差为180°（若需其他相位更改TIM2占空比就行了！），占空比任意。

2.1创建项目

配置时钟树，我这里配置时钟为80Mhz

2.2配置定时器

2.2.1 TIM1配置（主定时器）

只用了1个通道，配置为PWM输出模式，内部时钟

 因为前面时钟为80Mhz，故预分频79，时钟周期1000，pwm频率：80Mhz/(79+1)/1000=1Khz，

设置触发输出使能，通道一比较输出（重要！！！）、PWM模式1，pulse为300（占空比为300/1000=30%）

 

2.2.2 TIM2配置 （从定时器）

定时器二模式设置为触发模式、触发源根据前言中的表可以得到为ITR0，选择内部时钟，通道1输出PWM。预分频为79，计数周期为1000，设置触发输出使能，通道一比较输出、PWM模式2（pwm模式2重要！！！），pulse为500（占空比为500/1000=50%，也就是相位为180°）

2.2.3 TIM3配置 （从从定时器）

配置和TIM2一样，只是触发源由表得为ITR1，因为后面没有从定时器了，故不再配置触发输出了，这里为PWM模式1，占空比参数随便设为200（200/1000=20%）

3.下载测试

3.1 生成代码

主程序添加：

    HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);
	HAL_TIM_PWM_Start(&htim2,TIM_CHANNEL_1);
	HAL_TIM_PWM_Start(&htim3,TIM_CHANNEL_1);

记得魔术棒里设置下载复位，或者手动复位。

 3.2 运行结果

这里TIM1与TIM3所成波形为所需结果。

3.2.1 TIM1与TIM2

黄色为TIM1，当TIM1产生上升沿，TIM2开始计时，当达到180°（周期一半，即占空比50%）时，开始产生PWM，TIM1与TIM2周期一致。

3.2.2 TIM2与TIM3

黄色色为TIM3，当TIM2开始产生上升沿时，TIM3被触发，产生PWM

3.2.3 TIM1与TIM3（所需结果）

TIM1与TIM3为所需结果，周期相同，相位相差180°，占空比随便设置的，可以在cube里面调，或者用函数调。

如图所示，两个目标PWM相位差在180°，但是在实际应用中可能存在一定误差，因此想了第二种方法。 

三.方法二 

1.原理

需要产生两个PWM相位任意差，占空比和频率可调。同样使用3个主从定时器，1个定时器用来定时，2个定时器来产生PWM。因为相位改变本质是改变信号的初始时间，当延时初始时间占周期时间一半，则相位差为180°。需要多少相位差，则据公式：相位差=延时/周期。

2.配置cubemx

配置时钟树，据所需配置，如80Mhz

 

2.1 TIM1产生PWM1

配置定时器1产生PWM，内部时钟源，预分频80-1，计数周期100-1，占空比10%

2.2 主定时器TIM2定时设置相位

主定时器用于定时初始开始时间，当定时时间达到触发从定时器产生PWM。以相位相差180°为例，那么时间差则因为PWM周期的一半。在TIM1中配置计数周期为100-1，要一半则为50-1，如下图所示：

 配置内部时钟，不选择通道只计时，预分频79（需与上面定时器相同！），触发模式设置为更新事件（就是计数达到了事件进行更新触发从定时器产生PWM）。

2.3从定时器TIM3产生PWM2

当上面主定时器达到时间时，触发从定时器TIM3产生PWM。配置为触发模式，内部时钟，通道为PWM模式，触发源根据上面表格或者芯片手册可得为ITR1，预分频、计数周期与TIM1的相同，占空比根据自己需要填，如10%

 3.测试

生成代码并在main函数里添加

	HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);
	HAL_TIM_Base_Start(&htim2);
	HAL_TIM_PWM_Start(&htim3,TIM_CHANNEL_1);

 验证结果：

可见，两个PWM的相位相差为一半，即180°，若需要其他相位只需更改TIM2中的计数值就行了。 

四、程序中随时修改数据以及所涉及到的问题（补充）

通过第二种方法配置好并添加启动程序后，相位的确是我们所需要的相位了，但是有些情况下我们又需要去在程序中修改PWM的频率、相位以及占空比的大小。而在这里，我们就会用到几个常用函数:

1.__HAL_TIM_SET_PRESCALER(&htim3, 79);  //设置预分频器值

2.__HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim3, 0);  // 设置计数器值
3.__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim4);//得到当前值

至于如何在程序中使用上面函数修改相关值大小，需要弄清楚定时器产生PWM以及其定时原理，然后根据需要设定相应的计数器值和预分频值。定时器原理可以参考下面两篇文章：

【1】STM32 PWM基本知识及配置过程_stm32 pwm配置-CSDN博客

 【2】STM32定时器详解_stm32通用定时器基本定时器-CSDN博客

注意：在使用以上函数修改相关值时，需要注意时序！！！如下图所示：

当从某时写入新的值时，并不是立马完成数据更改， 而是等计数器计数值满归零时才开始运行新的数据。所以，为了保证时序的准确，最好是加一个延时等待计数器时序上的更新。

其他

1.OCxREF指通道x，这里定时器有四个通道

2.同一个定时器共用一个计时器，即同一个定时器的4个输出通道的频率（周期）相同

3.TIM1_CH1N与TIM1_CH1是互补意思

4.PWM 模式一：初始为高电平，立即触发；PWM模式二：初始为低电平，等高电平再触发

声明：本文为作者学习记录，由于知识有限，存在各种不足，望谅解！