【经验分享】STM32 通用定时器示例详解—OnePulse

STMCU小助手 · 2022-02-24T13:33:22+00:00

前言 / I: e/ h' v6 H: j4 _. o4 J- H# c基于学习的目的，详细讲解关于标准外设库中的定时器的 17 个示例项目函数文件。本次介绍 OnePulse。% F, [/ I0 U# j) I / r# O* H# s( ]* B* [ 一、示例详解 7 T; c6 m1 h, i# b' Q基于硬件平台：STM32F100B-EVAL，MCU 的型号是 STM32F100VBT6。 G. }) p7 y1 N: ]4 Y4 | 软件则是其标准外设库。 , e2 h! S$ u$ r5 v- U单脉冲模式(OPM)允许计数器在受到一个激励时启动，在一个可编程的延时后产生一个宽度可编程的脉冲。 & A& G- J" x. @$ d; K* D1、One Pulse 的寄存器配置 4 F1 p; k" y$ \' g软件配置，运行程序可以发现，系统时钟设置为 24MHz，定时器使用到的是 TIM4;3 T) p6 s# [% g: y3 A) G 5 w+ o. Y7 s! B $ Z2 ~! v/ T/ f7 j' b c, p . n* G) o8 r* V2 {: J, z 根据时钟树的图谱及其程序，该示例选择的是内部时钟源作为定时器的时钟源；TIM4 的时钟源来自 APB1 的分频。" ?3 S) _" D& N; l/ a . f& w4 O0 @- T( {1 _ ! O* D0 z2 d0 F$ R3 s. L% k# X/ z& l' N# n. W2 V* E; n E ' i) x1 z; r" c5 T) B% j* h5 M+ K8 A# _8 V1 K! g AHB 时钟 (HCLK)在 RCC_CFGR 寄存器中的分频系数 HPRE 的值为 0，即 SYSCLK not divided，即/1，所以 HCLK 就是24MHz；3 l* m: }* M F APB1 的 prescaler 的系数是 PPRE1：0x0，HCLK not divided，即/1，APB1CLK 为 24MHz；由于 APB1 的 prescaler 系数部分频，即/1，所以倍频器不起作用，即为上图中的 TIMxCLK = 24Mhz。 9 M- ^2 @. \; i: d% Q ; z3 T6 h" {8 M1 f7 k. m5 V* _1 {' [0 l二、示例演练) W+ t1 n$ y0 d9 r3 w3 H& R* f ' K2 q/ |5 ]! S6 b l% u" ]: i4 p3 R$ Q综合上述，本案例中，Timer 的时钟源选择的是 Internal clock，CK_PSC 的时钟频率其实就是时钟树图中的输出 TIMxCLK，然后 TIMxCLK 或 CK_PSC 经过预分频器，才是最终用于计数的时钟基本单位(clock input，输入时钟)。# o4 b' L6 [1 r1 H. N* k 另外，7 q- B& ^2 \0 d7 [ v3 M2 R+ ^" C2 r6 v% g " W! A" [+ ?, Y o" P 8 v H! Q. S7 s* M" Q5 `设置 PrescalerValue = 0 和 ClockDivision = 0，不分频，即 TIMxCLK = 24Mhz，即 TIM1 counter clock at 24 MHz。1 Z* k# r7 s* O5 j / a" Z% r# a ~$ J+ ]: P ; w* `$ S: C* ?# a9 B1 b' C3 s! G6 E " y. v1 |& J& V8 P0 u% x! }OPM = 1，设置为单脉冲模式，在下一次更新事件发生时计数器将停止计数（清零 CEN 位）。 ' o+ L, M/ r( a对于 OPM 这一位，默认值是 0，即更新事件发生时计数器不被停止。所以如果成 OPM=0，则相应的波形如下图所示：: Q' J+ ~7 G# F6 ^ . H0 R6 G/ W1 L" v/ A4 l 8 y q" v" R% q" E: Y! ~' v * x/ k4 m$ M2 t9 U X6 b9 f 即受到外部触发信号的上升沿后，产生的不是一个脉冲，而是多个脉冲，即 PWM 的波形。从另一方面来说，如果 OPM=0，外部的触发信号也就在第一次上升沿的时候用于触发其他通道输出。之后，由于 OPM=0,即计数器不停止，则会一直输出PWM 波形。 " C# ]- t$ f# |& t9 @, ?- K / g# P0 N S I; U8 [3 K我们接下来看其他的寄存器配置：8 ?" [' p! |& E $ I+ l3 G: [/ f6 }, f" F# Q- Y & E( \/ z& w, O' ~ 8 q% X8 k m2 M9 J( r9 MSMS = 0x06，从模式选择位，设置为触发模式，在触发 TRGI 出现上升沿时（但未被复位）计数器启动，只有计数器的启动是受控的。 , ]( p. Z- e+ f# X4 ATS = 0x06，触发选择，设置的是被过滤的定时器输入 2（TI2FP2）。, Y7 Z: o# Y2 G) \( U : f2 T5 K& [5 } , V+ ^$ t' E7 F" W; P- s% C* i; ]% j7 l- }/ N IC2S(CC2S) = 0x01，设置的是 CC2 通道被配置为输入，IC2 映射到 TI2 上； ' A( {0 q* g ^ " u/ z: W: j" w 5 U+ @+ ~2 T' H1 `9 Z! F- P# Z2 ?; K & m' V3 S, b1 E s: ?( N P- w: R CC2P = 0x00，设置的是 0，表示无反转，IC2 上出现上升沿时发生捕获。/ @1 ^1 [1 K+ L1 z; } 所以结合下图，最终的结果是，选择的 TIM4_CH2 作为触发输入，其上升沿发生捕获，用于启动 TIM4。TIM4_CH2 的引脚对应的是 PB7。 6 M, ~5 l' u$ m在程序中，配置的单脉冲模式，TIM4_CH1 用于输出，对于其的初始化如下图的代码，这儿并没有类似的7 Y1 P1 {1 F: _ TIM_OCInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;的语句，相应的 TIM_OC1Init，这个函数名就是相应的初始化channel_1，如果 TIM_OC2Init 则是初始化 channel_2。 / G r$ w \' d/ S0 e# y 5 X" ^4 r0 l+ O | o H: U* x9 `2 } ! C, Z t, b, C0 c9 E+ I% Q! E2 b# \5 [5 h 下图的波形时运行源程序，OPM=1 的情况下的波形，因为 OPM = 1, 在下一次更新事件发生时计数器将停止计数（清零 CEN位）。所以只会看到一个脉冲。( D N% V+ A, n" e$ J 3 b) c5 s8 U5 u8 O. x L4 U , ^, P- `1 b, N- }5 x % L* D5 F$ A% `+ F c+ _上面黄色的线表示 PB6,TIM4_CH1; 红色的是 PB7,TIM4_CH2; / m' ?; F* f2 v9 R( | s测量后发现，黄色的脉宽宽度是 2.1ms，符合描述。5 _3 Y' f7 N" A# f$ E 2 n" D& ^2 `+ B0 O( ^ , Y% z2 A% M* W u2 Z ! H# l' v# s$ z 1 U+ |3 ~6 l3 Z- k9 V! C1 p* f$ g, v # f7 J7 ]& x: W* F: E& n对于单脉冲，也可以同时触发几路的输出:1 S4 b$ S5 W) G1 {. F 原因如下图：* K" @* q# Z, ?% Z' C/ E7 e . x6 n: S9 ^# T l3 o) \1 q p% c5 B & s; l0 n" i; S. d; k3 o; V 8 m+ C4 M \; O/ ~1 ^" ]/ J在一般的单脉冲模式中，设置的是，TIMx_SMCR 寄存器中的 SMS 从模式选择位，其中的触发模式，是在触发 TRGI 出现上升沿时（但未被复位）计数器启动，只有计数器的启动是受控制的。注意这里控制的是计数器的启动，所以从一点上说明了可以同时输出几路波形的可能性。 : \6 r' d% M0 P0 w另一面，从上图的框架中可以看出，作为定时器通道本身的触发输入，可能的只有两个：TI1FP1 和 TI2FP2，即 TIMx_CH1和 TIMx_CH2 作为触发输入源的选择。就是输入。 * ]* S |( m( I% a9 j# v1 s对于输出，按照上面的框图，由于选择了 TI1FP1 或 TI2FP2，接下来走的路径是：Reset,Enable,up\down,Count----> CK_PSC，开始捕捉 CNT，从 CNT 框框中往下的箭头，对于 TIMx_CH1, TIMx_CH2, TIMx_CH3, TIMx_CH4,是并行的，也 v) W4 @2 x2 }: E$ i* i& L就是可以同时输出几路的波形。; Z2 o. {; G: p 理论上是可以的，那么实际呢，只要在初始化一路通道，波形测试如下，也是可以的。* l/ t( q$ n: ~7 d* c$ a. K 1 q3 a+ \9 v& S6 ? Y% Y# ? / c) J& E' b4 @ t+ C3 w, U F . V( W- \3 b$ x% I

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STMCU小助手发布时间：2022-2-24 21:33

技术帖
文章封面:
文章简介:	STM32 通用定时器示例详解—OnePulse

前言
基于学习的目的，详细讲解关于标准外设库中的定时器的 17 个示例项目函数文件。本次介绍 OnePulse。

一、示例详解
基于硬件平台：STM32F100B-EVAL，MCU 的型号是 STM32F100VBT6。
软件则是其标准外设库。
单脉冲模式(OPM)允许计数器在受到一个激励时启动，在一个可编程的延时后产生一个宽度可编程的脉冲。
1、One Pulse 的寄存器配置
软件配置，运行程序可以发现，系统时钟设置为 24MHz，定时器使用到的是 TIM4;

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根据时钟树的图谱及其程序，该示例选择的是内部时钟源作为定时器的时钟源；TIM4 的时钟源来自 APB1 的分频。

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AHB 时钟 (HCLK)在 RCC_CFGR 寄存器中的分频系数 HPRE 的值为 0，即 SYSCLK not divided，即/1，所以 HCLK 就是24MHz；
APB1 的 prescaler 的系数是 PPRE1：0x0，HCLK not divided，即/1，APB1CLK 为 24MHz；由于 APB1 的 prescaler 系数部分频，即/1，所以倍频器不起作用，即为上图中的 TIMxCLK = 24Mhz。

二、示例演练

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综合上述，本案例中，Timer 的时钟源选择的是 Internal clock，CK_PSC 的时钟频率其实就是时钟树图中的输出 TIMxCLK，然后 TIMxCLK 或 CK_PSC 经过预分频器，才是最终用于计数的时钟基本单位(clock input，输入时钟)。
另外，

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设置 PrescalerValue = 0 和 ClockDivision = 0，不分频，即 TIMxCLK = 24Mhz，即 TIM1 counter clock at 24 MHz。

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OPM = 1，设置为单脉冲模式，在下一次更新事件发生时计数器将停止计数（清零 CEN 位）。
对于 OPM 这一位，默认值是 0，即更新事件发生时计数器不被停止。所以如果成 OPM=0，则相应的波形如下图所示：

即受到外部触发信号的上升沿后，产生的不是一个脉冲，而是多个脉冲，即 PWM 的波形。从另一方面来说，如果 OPM=0，外部的触发信号也就在第一次上升沿的时候用于触发其他通道输出。之后，由于 OPM=0,即计数器不停止，则会一直输出PWM 波形。

我们接下来看其他的寄存器配置：

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SMS = 0x06，从模式选择位，设置为触发模式，在触发 TRGI 出现上升沿时（但未被复位）计数器启动，只有计数器的启动是受控的。
TS = 0x06，触发选择，设置的是被过滤的定时器输入 2（TI2FP2）。

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IC2S(CC2S) = 0x01，设置的是 CC2 通道被配置为输入，IC2 映射到 TI2 上；

SSTDIJ]Y42IT@%NCB4{5HW6.png

CC2P = 0x00，设置的是 0，表示无反转，IC2 上出现上升沿时发生捕获。
所以结合下图，最终的结果是，选择的 TIM4_CH2 作为触发输入，其上升沿发生捕获，用于启动 TIM4。TIM4_CH2 的引脚对应的是 PB7。
在程序中，配置的单脉冲模式，TIM4_CH1 用于输出，对于其的初始化如下图的代码，这儿并没有类似的
TIM_OCInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1;的语句，相应的 TIM_OC1Init，这个函数名就是相应的初始化channel_1，如果 TIM_OC2Init 则是初始化 channel_2。

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下图的波形时运行源程序，OPM=1 的情况下的波形，因为 OPM = 1, 在下一次更新事件发生时计数器将停止计数（清零 CEN位）。所以只会看到一个脉冲。

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上面黄色的线表示 PB6,TIM4_CH1; 红色的是 PB7,TIM4_CH2;
测量后发现，黄色的脉宽宽度是 2.1ms，符合描述。

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对于单脉冲，也可以同时触发几路的输出:
原因如下图：

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在一般的单脉冲模式中，设置的是，TIMx_SMCR 寄存器中的 SMS 从模式选择位，其中的触发模式，是在触发 TRGI 出现上升沿时（但未被复位）计数器启动，只有计数器的启动是受控制的。注意这里控制的是计数器的启动，所以从一点上说明了可以同时输出几路波形的可能性。
另一面，从上图的框架中可以看出，作为定时器通道本身的触发输入，可能的只有两个：TI1FP1 和 TI2FP2，即 TIMx_CH1和 TIMx_CH2 作为触发输入源的选择。就是输入。
对于输出，按照上面的框图，由于选择了 TI1FP1 或 TI2FP2，接下来走的路径是：Reset,Enable,up\down,Count----> CK_PSC，开始捕捉 CNT，从 CNT 框框中往下的箭头，对于 TIMx_CH1, TIMx_CH2, TIMx_CH3, TIMx_CH4,是并行的，也
就是可以同时输出几路的波形。
理论上是可以的，那么实际呢，只要在初始化一路通道，波形测试如下，也是可以的。

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