STM32学习----通用定时器的应用（PWM）_stm32 定时器3 pwm

STM32的通用定时器

STM32单片机的通用定时器，有TIM2、TIM3、TIM4、TIM5这4个。

通用定时器的功能，用的比较多的有下面几种：

计数功能：向上计数，向下计数，向上/向下计数；

输入捕获：测量信号的周期和占空比；

输出比较：

PWM生成：

通用定时器框图

通用定时器功能多了，框图也就复杂起来了

通用定时器框图分解

第一部分：时钟来源

时钟来源有很多：

CK_INT、TIMx_ETR、ITR0、ITR1、ITR2、ITR3、TI1F_ED、TI1FP1、TI2FP2这9个，可以分下类；

CK_INT，就是定时器外设的时钟，比如72MHz，属于内部时钟

TIMx_ETR，就是定时器所对应的外部输入，这个外部输入信号经过相位检测、边缘检测和分频之后的信号就是ETRP，ETRP经过输入滤波之后又分成两路，一路直接用于时钟计数（跟CK_INT一样）这就是外部模式2（ETR2）；一部分是作为出发信号给从模式控制器，就是外部模式1（ETR1）。

ITR0、ITR1、ITR2、ITR3，这几个的信号之后都是传给从模式控制器，就是两个定时器串联着使用，前面的那个定时器可以看成后面那个定时器的预分频器。

第二部分：时基单元

第三部分：输入捕获

TIMx_CH1 是定时器的输入引脚1

TIMx_CH2是定时器的输入引脚2

TIMx_CH3是定时器的输入引脚3

TIMx_CH4是定时器的输入引脚4

TI1FP1 是来自于通道TI1，经过输入滤波和边沿检测后送给捕获比较通道IC1；

TI1FP2是来自于通道TI1，经过输入滤波和边沿检测后送给捕获比较通道IC2；

TI1FP1和TI1FP2这两个信号的特性是一模一样的，都是通道1的信号经过滤波和边沿检测之后产生的信号，只是TI1FP1是送给捕获比较通道IC1，TI1FP2是送给捕获比较通道IC2。

TI2FP1是来自于通道TI2，经过输入滤波和边沿检测后送给捕获比较通道IC1；

TI2FP2是来自于通道TI2，经过输入滤波和边沿检测后送给捕获比较通道IC2；

TI2FP1和TI2FP2这两个信号的特性是一模一样的，都是通道2的信号经过滤波和边沿检测之后产生的信号，只是TI2FP1是送给捕获比较通道IC1，TI2FP2是送给捕获比较通道IC2。

TI3FP3是来自于通道TI3，经过输入滤波和边沿检测后送给捕获比较通道IC3；

TI3FP4是来自于通道TI3，经过输入滤波和边沿检测后送给捕获比较通道IC4；

TI3FP3和TI3FP4这两个信号的特性是一模一样的，都是通道3的信号经过滤波和边沿检测之后产生的信号，只是TI3FP3是送给捕获比较通道IC3，TI3FP4是送给捕获比较通道IC4。

TI4FP3是来自于通道TI4，经过输入滤波和边沿检测后送给捕获比较通道IC3；

TI4FP4是来自于通道TI4，经过输入滤波和边沿检测后送给捕获比较通道IC4；

TI4FP3和TI4FP4这两个信号的特性是一模一样的，都是通道4的信号经过滤波和边沿检测之后产生的信号，只是TI4FP3是送给捕获比较通道IC3，TI4FP4是送给捕获比较通道IC4。

这一块的意思大概是这样的：

通用定时器都有4个通道，CH1、CH2、CH3、CH4，分别都有外部的引脚对应；

外部的信号进入通道后，进行滤波的边沿检测，并生成两路一模一样的信号TIxFPx;

CH1和CH2可以看成一伙的，它们生成的两路信号是，你给我一个，我给你一个；

CH3和CH4也可以看成一伙的，它们生成的两路信号也是，你给一个我，我给一个你；

最后这些信号都是经过分频之后给捕获比较寄存器。

所谓捕获比较寄存器，对输入信号来说就是捕获寄存器，对输出信号来说就是比较寄存器。

第四部分：输出比较

通用定时器都有4个通道，CH1、CH2、CH3、CH4，这4个通道既可以是输入，也可以是输出；

用作输入的话就是输入捕获通道，用作输出的话就是输出比较通道。东西还是同一个东西，用法不同，名字就不同了。

常见应用一：PWM输出

PWM模式其实也是输出比较模式的一种，它的工作原理也比较简单

1、以向上计数来说，设置时基单元的周期（也就是自动重装载寄存器的值）为1000，每次计数都是从0数到1000，一直循环；

2、在捕获比较寄存器中设置一个值，看你用的那个通道（一共就4个通道），比如用通道CH1，那就在CCR1中设置一个值，比如400；

3、现在就比较计数单元中计数寄存器的值和CCR1中的值（400）的大小了；

4、因为是向上计数，从0 开始的，那一开始肯定比400（CCR1）小了，这个时候可以让输出通道CH1对应的管脚输出某种电平。（这个时候新的概念就要出来了，PWM模式），假设输出极性为高，PWM2模式，那一开始就是输出低电平，在CNT从0计到400那段时间一直输出低电平，从400到1000就输出高电平。

输出极性与PWM模式的关系

个人觉得数字比字母方便理解一些

所以呢，PWM输出是不是很简单，不要怕定时器那个大框图，你只要拿你需要的那一小部分就可以了，针对PWM输出，只需要了解时钟源、时基单元、捕获比较寄存器这三个就可以了。

先输出一个固定频率和占空比的PWM信号，周期1000（是ms还是us自己根据需要设置），占空比40%（高电平的时间/周期，周期1000，高电平就是400）

步骤：

1、设置时基单元的参数

设置预分频系数；

设置计数模式；

设置周期（自动重装载寄存器的值）；

2、设置时钟源

可以用内部时钟源CK_CNT，外部时钟源ETR，一般用内部时钟源

3、设置输出比较

设置输出比较模式：PWM1，PWM2；

设置Pulse(有的人叫这个位占空比，其实不合适，因为占空比指的是高脉冲的比例，个人觉得Pulse叫切换点合适些，反正就是比较寄存器里面的值，用这个值去跟CNT比大小)；

设置PWM输出极性

4、设置输出管脚

既然是PWM输出，那肯定需要实在的引脚

5、都设置好了，就开始运行

还是用STM32CubeMX结合HAL库开做吧（CubeMX是好用，个人还是推荐HAL库+寄存器同时开发，这样又是一片新的天地）

使用定时器TIM3的第一通道（CH1）来输出固定占空比的PWM信号

tim源文件

 
#include "tim.h"
 
TIM_HandleTypeDef htim3;
 
/* TIM3 init function */
void MX_TIM3_Init(void)
{
 
  TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};
 
  TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};
 
 
  htim3.Instance = TIM3;  //使用定时器3
  htim3.Init.Prescaler = 72-1; //72MHz时钟72分频，1MHz
  htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; //向上计数
  htim3.Init.Period = 1000-1; //周期1000
  htim3.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  htim3.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
  if (HAL_TIM_Base_Init(&htim3) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  
  sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;  //选择内部时钟作为时钟源
  if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim3, &sClockSourceConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  
  if (HAL_TIM_PWM_Init(&htim3) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  
  sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;//PWM模式1
  sConfigOC.Pulse = 400; //占空比400/1000
  sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH; //输出极性设置为高
  sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
  if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim3, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  HAL_TIM_MspPostInit(&htim3);
}
 
 
void HAL_TIM_Base_MspInit(TIM_HandleTypeDef* tim_baseHandle)
{
  if(tim_baseHandle->Instance==TIM3)
  {
    __HAL_RCC_TIM3_CLK_ENABLE(); //使能定时器的时钟
  }
}
void HAL_TIM_MspPostInit(TIM_HandleTypeDef* timHandle)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  if(timHandle->Instance==TIM3)
  {
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    
    //TIM3 PWM 输出引脚配置
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6;  //PA6对应CH1
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
  }
}
 
void HAL_TIM_Base_MspDeInit(TIM_HandleTypeDef* tim_baseHandle)
{
  if(tim_baseHandle->Instance==TIM3)
  {
    __HAL_RCC_TIM3_CLK_DISABLE();
  }
}

在main函数中加一行代码开启PWM输出即可，当然，也可以把这一行代码放在定时器的初始化函数中。

 
HAL_TIM_PWM_Start(&htim3,TIM_CHANNEL_1);

使用定时器TIM3输出一个占空比可调的PWM信号

如果要输出一个占空比可调的PWM信号，其实也很简单，就是改变对应通道的比较捕获寄存器的值就可以了，其他的跟固定占空比信号的设置一样就行。

这个改变占空比就是改变CCR寄存器的值，

CH1对应的是CCR1（捕获比较寄存器1）

CH2对应的是CCR2（捕获比较寄存器2）

CH3对应的是CCR3（捕获比较寄存器3）

CH3对应的是CCR4（捕获比较寄存器4）

HAL库正好也提供了设置CCR寄存器的函数

__HAL_TIM_SET_COMPARE(__HANDLE__, __CHANNEL__, __COMPARE__)

 
//__HANDLE__,就是使用的定时器，比如&htim3
//__CHANNEL__,就是对应的通道，比如TIM_CHANNEL_1
//__COMPARE__,就是要设置到比较捕获寄存器的值
#define __HAL_TIM_SET_COMPARE(__HANDLE__, __CHANNEL__, __COMPARE__) \
  (((__CHANNEL__) == TIM_CHANNEL_1) ? ((__HANDLE__)->Instance->CCR1 = (__COMPARE__)) :\
   ((__CHANNEL__) == TIM_CHANNEL_2) ? ((__HANDLE__)->Instance->CCR2 = (__COMPARE__)) :\
   ((__CHANNEL__) == TIM_CHANNEL_3) ? ((__HANDLE__)->Instance->CCR3 = (__COMPARE__)) :\
   ((__HANDLE__)->Instance->CCR4 = (__COMPARE__)))

在前面例程的基础上，在main函数的大循环里面加一段代码

 
int main(void)
{
  HAL_Init();
 
  SystemClock_Config();
 
  MX_GPIO_Init();
  MX_TIM3_Init();
 
  HAL_TIM_PWM_Start(&htim3,TIM_CHANNEL_1);
 
  while (1)
  {
    //设置捕获比较寄存器的值，每隔10ms加1，实现占空比一直动态调节
    __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3,TIM_CHANNEL_1,cmp++); 
    
    //占空比到1000后，有从0开始，慢慢增加
    if(cmp ==1000)
    {
      cmp = 0;
    }
    //延时10ms
    HAL_Delay(10);
  }
 
}

工程链接：

STM32F103ZET6定时器TIM3，通道1，PWM输出，占空比可调资源-CSDN文库

如果用中断的方式改变占空比，就需要在main函数中调用PWM中断开始函数，然后编写回调函数，基本代码如下，细节部分自己去研究一下。

 
HAL_TIM_PWM_Start_IT(&htim3,TIM_CHANNEL_1);
 
 
extern uint16_t cmp;
void HAL_TIM_PWM_PulseFinishedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
  __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_1, cmp++);
  if(cmp == 1000)
  {
    cmp = 0;
  }
}

STM32单片机的定时器内容太多，参考手册总共1134页，定时器的内容就有200页，可见内容之多。主要是因为定时器的应用领域太多，功能太强大，还是要慢慢的学下去。。。。。。