【中文文档】AN4539_HRTIM使用指南

eefishing · 2019-05-10T04:25:29+00:00

本帖最后由 eefishing 于 2019-5-13 23:23 编辑 - ^' I! ~6 `, O& T ) v% R) m$ Q5 e- n前言 ) p S! n2 p' n& j 在 STM32 微控制器中， STM32F334xx 产品的目标市场是需要高度精确计时数字信号、尤其是数字功率转换应用的细分市场。包括：! z9 n' u" t$ B; X* {& g# ` • 数字电源；% I+ k5 M, m) k* S k6 @( n( \ • 照明； * m) K# h0 W. b/ g1 j2 Q" B • 不间断电源； * o3 J* u9 u* s$ x; ]/ |$ p' E+ D • 太阳能逆变器； 5 S2 Z6 s% j% @2 E$ \# N • 无线充电器。 7 o& B1 ^8 Z* ?; p, z' N) L6 Y$ J0 T9 o# D, J) ]4 W STM32F334xx 微控制器具有高分辨率定时器（HRTIM）外设，可产生多达 10 个信号，能够处理用于控制、同步或保护的各种不同输入信号。其模块化架构允许对大部分转换拓扑和多并联转换器进行处理，并可在运行中重新配置它们。 $ A! |$ f `) t/ _. ?+ |& s# a+ s- W4 ?& Z 通过 STM32F334 参考手册初步了解时，此外设可能看起来比较复杂，这主要是由于它有大量的控制寄存器组。为了补充这份详尽的说明，我们另外提供了一个文档，其中包括快速上手说明以及示例汇总。 0 x! V6 E( j' O$ i . u: `4 u# b1 H& h/ S3 V6 ~8 q 在其第一章中，本指南旨在表明 HRTIM 编程很简单。首先说明环境（就像是有菜谱的同时也需要有厨房）设置，接着给出了若干简单示例，通过实践帮助理解。这些基本案例用来逐步介绍定时器功能，并提供编程指导。不熟悉 HRTIM 的读者应该仔细阅读本章。 Q- W& u! A) E9 f' v4 t; _$ I. l) y$ m 第二部分是转换器集合，可在开始新设计时使用，从中选取现成的代码示例，或者从中得到灵感和编程技巧来处理本文档中未描述的拓扑。但是需要注意，本指南不包括转换器设计本身（控制技术和元件设计），这些内容在专门的应用笔记中有描述。" B+ G1 Y% g5 f9 w/ ^' V & y5 Z' u4 J+ `9 O/ h5 d 如有必要，每个示例都提供了简要的转换器说明（拓扑和到 MCU 的连接）、控制波形和代码段。这些代码片段（等效代码基于 STM32 HAL 库实现）可从 www.st.com 下载。/ s6 k: ?2 T L+ K( s: p 8 ^0 F8 M6 i0 x5 {9 N: {7 a表 1. 适用产品' N% B0 N2 @6 Z9 q& b ' a/ d; \$ S2 c1 u9 Y 6 D# P: |% z/ ]/ I9 A' B1 完成环境的准备; \$ t j; ^+ V6 D# c2 z# i5 h D5 U% K/ C8 c/ W6 u 本章中，我们会确保在开始前所有必需的要素均准备就绪，因此可以仅关注 HRTIM 编程。下列文件作为参考：" B) J3 k R3 ^2 T- s9 ~6 A3 ] • STM32F334x4/x6/x8 数据手册" N9 N0 y3 ^3 N: g5 z. S • STM32F334x4/x6/x8 勘误表 4 P; h/ I' D8 k/ X • RM0364 参考手册 STM32F334xx 高级 ARM® 为基础的的 32 位 MCU 4 W7 J% t! i! l. } • UM1733：STM32F334 探索套件入门6 g( n" F3 S( O; h" j • UM1735：STM32F3 系列的探索套件 - 采用 STM32F334C8 MCU ' l, ]1 V0 g& V. [" L8 M • UM1736：STM32F334 探索软件开发工具入门! q% D4 ]" ^$ @0 i/ j9 y& G k( Q • AN4885：使用 STM32F3348 Discovery 进行高亮度 LED 调光: i8 L7 q# c t# ~2 [0 f- c0 K+ W 预先阅读 RM0364 中的 HRTIM 章节会有帮助。 * x e B) s0 p ]; v# s X ( e; {- x8 Y/ s+ g9 P# D 1.1 必备条件 2 F4 t8 C4 A" `+ f 4 B& c9 Z; D6 |; N 在享受 HRTIM 的优势之前，我们列出其前提条件。希望读者具有基本的 C 编程技巧，关于MCU 和开发环境的少量经验，以及关于开关模式电源的理论背景。控制策略和元件尺寸标注细节不在本应用笔记范围内，它们可在大量文献中获取。$ V4 B# Y7 ]- E+ }! F7 A" ~ ; b# d$ P% l; A# t4 [+ z 为简单起见，本指南仅考虑逻辑信号或直接由 MCU 处理的模拟电压，这样就是与电平无关的。不过有些参考文献涉及外部元件接口和电源切换影响（当定时器或 MCU 具有处理它们的功能时）。6 B K5 T: o* g# O. H 7 \: x, E* c9 i3 L 最后，需要提醒的是，如果 STM32F334 和 HRTIM 用于具有危险电压的应用中，则应由熟练的技术人员来操作功率应用，以避免电击、烧伤甚或死亡的风险。 % v& R6 U3 m% k& ]+ v: { D5 G9 b8 X9 X- L 1.2 硬件设置 * i* Z$ H2 I0 \0 @ $ Q8 ^. t1 i& E3 j% f4 u+ v/ l STM32F334 探索板是价格非常实惠的工具，是开始（以及继续）用 HRTIM 做实验的最佳选择（订购码：STM32F3348-DISCO）。它包含了编程接口，芯片编程和调试所需的附加材料只是 USB 连接线。所有 I/O 均可在 2.54 mm 间隔的引脚上使用，因此也可连接到穿孔板 / 条状板 / 试验电路板。套件还有两个功率转换器：一个用于 LED 驱动的反向降压转换器和一个低电压降压 / 升压转换器，均具有独立的输入和输出。; t( |4 q! \' v% \! f2 O N. r ( o2 J! a1 R" T: X% [0 M! _ 示波器是必备的，最后它与逻辑分析仪一起，用于配置对超过 4 个通道的监测。为了显示出细微的高分辨率步长，示波器的采样率必须至少超过 1GS/s，具有交错采样选项，可将时间精度提高超过 217ps 定时器分辨率。完成环境的准备 AN45396/33 DocID026506 Rev 1 [English Rev 1] : c0 p1 m7 ]( Y1 m% |4 X2 ]' m , m6 j( h2 X" n5 a2 m) _& L& M* w 在早期调试阶段，一个或几个函数发生器可帮助仿真来自功率转换器的反馈（逻辑脉冲或模拟信号）。该发生器必须有触发输入，用于一些特殊用途。如果缺少，也可利用空闲的定时单元，由 HRTIM 本身来仿真反馈信号，这需要多编写一些代码（或重复利用软件示例）。 0 o% @# P: I5 |. |( x2 y5 p+ g$ C; }1 F* o1 m 1.3 工具设置 $ o; ]7 a# X' k8 Y4 |: _, v' \3 O 1 F5 w. e5 ^: I8 x5 ~ 必须安装一个编译器（所有示例均适用 32K）以及支持 ST-LINK-V2 调试接口的 IDE。 * t7 Z! C* H2 {* l+ _- Z' V* y5 S' m3 c. V 下面给出的代码片段与编译器无关：它们将被简单地复制到面向各种工具链的通用 HRTIM工程模板中。! a6 U* @0 ]# ?' V" f& v 6 ^# H5 D4 C- d3 m; I 对于下面的工具链，软件源随工作空间给出：0 @8 c) G; T) N7 } • IAR (EWARM 7.10.3) ； 9 _& ?/ v' j2 t; \ • KEIL® (MDK-ARM 4.7)。 2 E' U3 p# }( W7 Q.............+ Q% X% Q$ i" c6 D) Z0 e 想了解更多，请下载原文阅读下载地址1>> 下载地址2>> 更多中文文档>> t- ]8 D: ^' X3 f0 M! B" G" H! P9 `( A; \2 X! G5 T9 P2 Y 3 F- q& [* l' {- X: I; p# g1 y7 G4 _5 W# Y! B

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eefishing 发布时间：2019-5-10 12:25

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本帖最后由 eefishing 于 2019-5-13 23:23 编辑

前言
在 STM32 微控制器中， STM32F334xx 产品的目标市场是需要高度精确计时数字信号、尤其是数字功率转换应用的细分市场。包括：
• 数字电源；
• 照明；
• 不间断电源；
• 太阳能逆变器；
• 无线充电器。

STM32F334xx 微控制器具有高分辨率定时器（HRTIM）外设，可产生多达 10 个信号，能够处理用于控制、同步或保护的各种不同输入信号。其模块化架构允许对大部分转换拓扑和多并联转换器进行处理，并可在运行中重新配置它们。

通过 STM32F334 参考手册初步了解时，此外设可能看起来比较复杂，这主要是由于它有大量的控制寄存器组。为了补充这份详尽的说明，我们另外提供了一个文档，其中包括快速上手说明以及示例汇总。

在其第一章中，本指南旨在表明 HRTIM 编程很简单。首先说明环境（就像是有菜谱的同时也需要有厨房）设置，接着给出了若干简单示例，通过实践帮助理解。这些基本案例用来逐步介绍定时器功能，并提供编程指导。不熟悉 HRTIM 的读者应该仔细阅读本章。

第二部分是转换器集合，可在开始新设计时使用，从中选取现成的代码示例，或者从中得到灵感和编程技巧来处理本文档中未描述的拓扑。但是需要注意，本指南不包括转换器设计本身（控制技术和元件设计），这些内容在专门的应用笔记中有描述。

如有必要，每个示例都提供了简要的转换器说明（拓扑和到 MCU 的连接）、控制波形和代码段。这些代码片段（等效代码基于 STM32 HAL 库实现）可从 www.st.com 下载。

表 1. 适用产品

1 完成环境的准备

本章中，我们会确保在开始前所有必需的要素均准备就绪，因此可以仅关注 HRTIM 编程。下列文件作为参考：

• STM32F334x4/x6/x8 数据手册

• STM32F334x4/x6/x8 勘误表

• RM0364 参考手册 STM32F334xx 高级 ARM® 为基础的的 32 位 MCU

• UM1733：STM32F334 探索套件入门

• UM1735：STM32F3 系列的探索套件 - 采用 STM32F334C8 MCU

• UM1736：STM32F334 探索软件开发工具入门

• AN4885：使用 STM32F3348 Discovery 进行高亮度 LED 调光

预先阅读 RM0364 中的 HRTIM 章节会有帮助。

1.1 必备条件

在享受 HRTIM 的优势之前，我们列出其前提条件。希望读者具有基本的 C 编程技巧，关于MCU 和开发环境的少量经验，以及关于开关模式电源的理论背景。控制策略和元件尺寸标注细节不在本应用笔记范围内，它们可在大量文献中获取。

为简单起见，本指南仅考虑逻辑信号或直接由 MCU 处理的模拟电压，这样就是与电平无关的。不过有些参考文献涉及外部元件接口和电源切换影响（当定时器或 MCU 具有处理它们的功能时）。

最后，需要提醒的是，如果 STM32F334 和 HRTIM 用于具有危险电压的应用中，则应由熟练的技术人员来操作功率应用，以避免电击、烧伤甚或死亡的风险。

1.2 硬件设置

STM32F334 探索板是价格非常实惠的工具，是开始（以及继续）用 HRTIM 做实验的最佳选择（订购码：STM32F3348-DISCO）。它包含了编程接口，芯片编程和调试所需的附加材料只是 USB 连接线。所有 I/O 均可在 2.54 mm 间隔的引脚上使用，因此也可连接到穿孔板 / 条状板 / 试验电路板。套件还有两个功率转换器：一个用于 LED 驱动的反向降压转换器和一个低电压降压 / 升压转换器，均具有独立的输入和输出。

示波器是必备的，最后它与逻辑分析仪一起，用于配置对超过 4 个通道的监测。为了显示出细微的高分辨率步长，示波器的采样率必须至少超过 1GS/s，具有交错采样选项，可将时间精度提高超过 217ps 定时器分辨率。完成环境的准备 AN45396/33 DocID026506 Rev 1 [English Rev 1]

在早期调试阶段，一个或几个函数发生器可帮助仿真来自功率转换器的反馈（逻辑脉冲或模拟信号）。该发生器必须有触发输入，用于一些特殊用途。如果缺少，也可利用空闲的定时单元，由 HRTIM 本身来仿真反馈信号，这需要多编写一些代码（或重复利用软件示例）。

1.3 工具设置

必须安装一个编译器（所有示例均适用 32K）以及支持 ST-LINK-V2 调试接口的 IDE。

下面给出的代码片段与编译器无关：它们将被简单地复制到面向各种工具链的通用 HRTIM工程模板中。

对于下面的工具链，软件源随工作空间给出：

• IAR (EWARM 7.10.3) ；

• KEIL® (MDK-ARM 4.7)。

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