stm32-3-INTERRUPT-2

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发布日期: 2022-06-14

1 输出比较

定时器通过对预设的比较值（CCR寄存器，输入捕获/输出比较寄存器）与定时器计数器CNT的值做匹配比较之后，并依据相应的输出模式从而实现各类输出。如PWM输出、电平翻转、单脉冲模式、强制输出等。高级定时器和通用定时器都具有4个输出比较通道, 且高级定时器的前3个通道额外拥有死区生成和互补输出的功能。
PWM：脉冲宽度调制。对于惯性系统，可以通过对脉冲的宽度进行调制，从而实现等效的模拟参量，可以理解为一般只能输出3.3V(高电平)或0V(低电平)，而通过PWM则可以获得等效的0-3.3V之间的电压，类比交流电中的有效电压。常用于OLED屏幕亮度调节、电机控速等。
- 频率：$1/T_s$
- 占空比：$T_{on}/T_s$
- 分辨率：占空比变化步长，如占空比最小的变化的细密度.
参数计算

频率： f = CK_PSC/(PSC+1)/(ARR+1)
占空比：CCR/(ARR+1)
分辨率：1/(ARR+1)

2 初始化

使能时钟
选择时钟源
配置时基单元
配置输出比较单元
配置对应的GPIO口为复用推挽输出
运行控制

3 PWM库函数实现

使能时钟
选择时钟源
配置时基单元
配置输出比较单元

函数1-5
- 函数原型
  - 函数1void TIM_OC1Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);
  - 函数2void TIM_OC2Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);
  - 函数3void TIM_OC3Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);
  - 函数4void TIM_OC4Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);
- 输入：TIMx选择定时器编号，TIM_OCInitStruct指向定时器输出比较初始化结构体的指针，结构体定义如下：
```
typedef struct
{
uint16_t TIM_OCMode;        // 设置比较模式

uint16_t TIM_OutputState;   // 设置输出使能

uint16_t TIM_OutputNState;  // 与上边一样，高级定时器

uint16_t TIM_Pulse;         // 配置CCR

uint16_t TIM_OCPolarity;    // 配置极性

uint16_t TIM_OCNPolarity;   // 与上边一样，高级定时器

uint16_t TIM_OCIdleState;  

uint16_t TIM_OCNIdleState;  // 与上边一样，高级定时器
} TIM_OCInitTypeDef;
```
- 功能：配置4个通道, 选择哪个通道就用哪个函数即可，而通道选择和GPIO口有关。
函数6
- 函数原型：void TIM_OCStructInit(TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);
- 输入：TIM_OCInitStruct指向定时器输出比较初始化结构体的指针
- 功能：为输出比较结构体赋默认值
函数7-10
- 函数原型
  - 函数7：void TIM_SetCompare1(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare1);
  - 函数7：void TIM_SetCompare2(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare2);
  - 函数7：void TIM_SetCompare3(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare3);
  - 函数7：void TIM_SetCompare4(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare4);
- 输入：TIMx选择定时器编号，Comparex为CCR寄存器的值
- 功能：修改CCR寄存器值，即配置PWM占空比

配置GPIO为复用推挽输出
运行控制(启动定时器)
代码实现

用TIM1的通道1输出频率为1kHz、占空比为50％、分辨率为1％的PWM信号.

计算：分辨率 = 1/(ARR + 1)得ARR = 100-1.
占空比 = CCR/(ARR+1)得CCR = 50 - 1.
频率 = PCK / (ARR+1) / (PSC + 1)得 PSC = 720-1.

void PWM_Init(void){

    // 开启时钟
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);

    // 选择时钟源
    TIM_InternalClockConfig(TIM2);

    // 配置时基单元
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructrue;
    TIM_TimeBaseInitStructrue.TIM_Prescaler = 720 - 1// PSC
    TIM_TimeBaseInitStructrue.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInitStructrue.TIM_Period =  100 - 1;// ARR
    TIM_TimeBaseInitStructrue.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    TIM_TimeBaseInitStructrue.TIM_RepetitionCounter = 0;
    TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructrue);

    // 配置输出比较单元
    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructrue;
    TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructrue);         // 先给默认值
    TIM_OCInitStructrue.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;           // 输出比较模式
    TIM_OCInitStructrue.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;   // 使能
    TIM_OCInitStructrue.TIM_Pulse = 50;   // CCR, 分辨率为0.01
    TIM_OCInitStructrue.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
    TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructrue);

    // 开启时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

    // 配置GPIO口
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructrue;
    GPIO_InitStructrue.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
    GPIO_InitStructrue.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructrue.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // 复用推挽输出
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructrue);

    // 开启定时器
    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}

4 引脚重映射

STM32中GPIO口引脚的复用功能都是实现规定好的，如果需要使用到同一个引脚上的不同复用功能时会产生冲突，因而需要定义引脚重映射，将引脚的复用功能重映射到其他的引脚上。引脚重映射同样也是实现设计好的，用户无法自行更改。
相关函数：void GPIO_PinRemapConfig(uint32_t GPIO_Remap, FunctionalState NewState);
- 输入：GPIO_Remap选择要进行重映射的引脚，NewState为使能或失能
- 备注：GPIO_Remap选择引脚的同时也进行了模式选择，即部分重映射和完全重映射两种。如定时器TIM2对应的有:GPIO_PartialRemap1_TIM2部分重映射1、GPIO_PartialRemap2_TIM2部分重映射2、GPIO_FullRemap_TIM2完全重映射三种。此外，部分端口被定义为调试端口，如SW和JTAG两种，如果需要用到这些端口，首先需要通过上述函数失能调试功能使该端口变为普通GPIO口。

代码实现

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2PeriphAFIO, ENABLE);   // 使能AFIO时钟，重映射是通过AFIO寄存器来实现
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_ParitialRemap1_TIM2, ENABLE);  // 对TIM2进行部分重映射1
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);  // 取消端口调试功能