灵动微电子 · 2022年12月21日

灵动微课堂 |MM32F5270定时器单脉冲输出

1 单脉冲输出

定时器单脉冲输出是比较输出应用中的一种模式,所谓的单脉冲就是通过配置定时器使其在一个可控延时后,产生一个脉宽可控的脉冲。

单脉冲模式(One Pulse Mode)下,计数器响应一个激励,产生一个脉宽可调的脉冲。配置 TIMx\_CR1 寄存器的OPM=1,选择单脉冲模式,触发信号有效沿或配置 CEN=1 都可以启动计数器,直到下个更新事件发生或配置 CEN=0 时,计数器停止计数。

产生脉冲的必要条件是比较值与计数器的初始值不同,所以在计数器启动之前的必要配置如下:

递增计数方式:计数器 CNT < CCRx ≤ ARR。

递减计数方式:计数器 CNT > CCRx。

image.png

例如,在 TI2 检测到上升沿,延迟 tDELAY 之后,在 OC2 上产生一个长度为 tPULSE 的正脉冲。配置 TI2FP2 作为触发源:

1 配置 TIMx_CCMR1 寄存器中的 CC2S = 01,将 TI2FP2 映射到 TI2。

2 配置 TIMx_CCER 寄存器中的 CC2P = 0,检测 TI2FP2 的上升沿。

3 配置 TIMx_SMCR 寄存器中的 TS = 110, TI2FP2 作为从模式控制器的触发(TRGI)。

4 配置 TIMx_SMCR 寄存器中的 SMS = 110,选择触发模式, TI2FP2 使能计数器工作。

OPM 的波形由 TIMx_ARR 和 TIMx_CCR1 决定(要考虑时钟频率和计数器预分频器):由 TIMx_CCR1寄存器的值和 CNT 初始值决定触发信号与单脉冲开始之间的延迟 tDELAY, TIMx_ARR - TIMx_CCR1 的值为脉冲的宽度 tPULSE。

下面是一个产生负脉冲的例子,即发生比较匹配时产生从 1 到 0 的波形,计数器达到预装载值时产生一个从 0 到 1 的波形:

1 配置 TIMx_CCMR1 寄存器 OC1M = 111,选择 PWM 模式 2。

2 配置 TIMx_CCER 寄存器 CC1P = 1,输出低电平有效。

3 配置 TIMx_CCMR1 中 OC1PE = 1 和 TIMx_CR1 寄存器中 ARPE=1,使能预装载寄存器。

4 配置 TIMx_CCR1 寄存器和 TIMx_ARR 寄存器。

5 配置 TIMx_EGR 寄存器 UG=1 产生一个更新事件。

6 等待在 TI2 上的一个外部触发事件。

此例中, TIMx_CR1 寄存器中的 DIR=0、 CMS=0、 OPM= 1,在下一个更新事件(当计数器从自动装载值返回到 0)时停止计数。

2 实验

2.1  实验说明

配置TIM1_CH1单脉冲输出,TIM1_CH2输入捕获,TIM1从模式选择触发模式,TIM3_CH1输出PWM,触发TIM1计数器开始计数。当TIM1_CH2捕捉到有效信号时,TIM1计数器开始计数,按照配置好的脉宽,TIM1_CH1输出一个脉冲信号。

2.2  程序编写

程序部分参考MM32提供的例程,相关代码在此基础上更改。

2.21 GPIO初始化

配置PA8作为TIM1_CH1、PA9作为TIM1_CH2

void TIM1_GPIO_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    RCC_GPIO_ClockCmd(GPIOA, ENABLE);
    GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource8, GPIO_AF_1);
    GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_1);

    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin     = GPIO_Pin_8;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode    = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed   = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin     = GPIO_Pin_9;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode    = GPIO_Mode_IPD;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed   = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}

同样的,配置PB4作为TIM3_CH1,代码略。

2.22 TIM1初始化

程序中调用TIM1_Monopulse_Init()函数配置TIM1的自动预装载值为(10000-1),预分频器的值为(SystemCoreClock / 1000000 - 1),即TIM1定时器发生更新事件的周期为10ms。

TIM1_Monopulse_Init(10000 - 1, SystemCoreClock / 1000000 - 1);  

在该函数中配置了TIM1_CH1输出PWM,输出信号极性为高电平有效,脉冲宽度为50%,使能TIM1单脉冲输出模式。配置TIM1_CH2输入捕获,从模式触发源选择TI2FP2作为计数器的触发输入,在信号的上升沿启动。详见函数定义如下:

void TIM1_Monopulse_Init(u16 arr, u16 psc)  
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStruct;
    TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStruct;
    TIM_ICInitTypeDef  TIM_ICInitStruct;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2ENR_TIM1, ENABLE);
    TIM_DeInit(TIM1);
    TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStruct);
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_Period = arr;
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_Prescaler = psc;
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_RepetitionCounter = 0; 
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStruct);

    TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStruct); 
    TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;
    TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; 
    TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = arr / 2;
    TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; 
    TIM_OCInitStruct.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Reset;
    TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStruct);  
    TIM_OC1PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);
    TIM_ICStructInit(&TIM_ICInitStruct);

    TIM_ICInitStruct.TIM_Channel     = TIM_Channel_2; 
    TIM_ICInitStruct.TIM_ICPolarity  = TIM_ICPolarity_Rising;  
    TIM_ICInitStruct.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;
    TIM_ICInitStruct.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; 
    TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter    = 0x0;
    TIM_ICInit(TIM1, &TIM_ICInitStruct);  
    TIM_ARRPreloadConfig(TIM1, ENABLE);
    TIM_SelectOnePulseMode(TIM1, TIM_OPMode_Single); 
    TIM_SelectInputTrigger(TIM1, TIM_TS_TI2FP2); 
    TIM_SelectSlaveMode(TIM1, TIM_SlaveMode_Trigger); 
    TIM_SetCounter(TIM1, 0);
    TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE);
    TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);
}

2.23 TIM3初始化

程序中调用TIM3_PWM_Init()函数配置TIM3的自动预装载值为(10000-1),预分频器的值为(SystemCoreClock / 1000000 - 1),即TIM3定时器发生更新事件的周期为20ms。

TIM3_PWM_Init(10000 - 1, SystemCoreClock / 1000000 - 1);

在该函数中配置了TIM3_CH1输出PWM,输出信号极性为高电平有效,脉冲宽度为25%。详见函数定义如下:

void TIM3_PWM_Init(u16 arr, u16 psc) 
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStruct;
    TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStruct;
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1ENR_TIM3, ENABLE);
    TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStruct);
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_Period = arr;
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_Prescaler = psc;
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;
    TIM_TimeBaseStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStruct);
    TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStruct);
    TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;
    TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = (arr / 4) * 3;
    TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; 
    TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStruct); 
    TIM_OC1PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable); 
    TIM_ARRPreloadConfig(TIM3, ENABLE);  
    TIM_SetCounter(TIM3, 0);  
    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}

按照上述配置,PB4(TIM3_CH1)作为PA9(TIM1_CH2)的输入端,当PA9捕捉到PB4输出的PWM的上升沿时,TIM1计数器启动计数,控制延时为5ms,PA8输出一个脉宽为5ms的脉冲。

2.3 下载验证

image.png

作者:灵动MM32
文章来源:灵动MM32MCU

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