STM32通用定时器输出带死区互补PWM/任意移相PWM

项目上遇到了多个通道的带死区的互补功能，单纯靠H7的TIM1/TIM8/TIM15/TIM16/TIM17几个硬件自带的死区互补还不够，本文就使用通用定时器TIM2/TIM3/TIM4/TIM5来实现这个功能。虽然我是在H7的环境搭建程序，但代码同样适用于F1/F3/F4系列。

本文参考了以下两位的思路进行调整：

1、STM32实现PWM移相任意角度_SeanZhuang博客-CSDN博客_pwm移相控制

2、STM32定时器----通用定时器输出带死区互补PWM_a3748622的博客-CSDN博客

第1篇文章只适用于步进电机几个大相位的移相，第2篇文章我按着代码来实现，最终只有在50%占空比的情况下适用，其他占空比下相位并不对称，如下图：

1、2通道为TIM2程序生成的50%占空比带2us死区波形，3、4通道为TIM1使用cubemx直接生成的带死区30%占空比波形。

下图将TIM2的占空比改为30%：

可以看出两个通道的相位对应不上，问题出于第2篇文章的代码没有做相位对齐工作。

这里使用的定时器一定是要可使用中央对齐模式3计数的定时器，只能向上或向下计数的定时器不适用于以下代码。处理相位对齐要使用到中央对齐模式3产生的两个中断，在中断内调整2个通道的计数，如下图：

下图为H7的时钟配置图，系统时钟跑到400M，定时器时钟跑200M：

1、先封装一个定时器，本文只使用两个通道，其中第1通道为主通道：

typedef struct
{TIM_TypeDef Tim;TIM_HandleTypeDef Htim;uint32_t TimeClock;//定时器时钟，Hzuint32_t Frequence;//基频，Hzfloat Duty;//占空比，最大为1uint16_t Psc;//时钟预分频系数uint16_t Arr;//自动重载值uint16_t CH1Ccr;//第1通道计数值uint16_t CH2Ccr;//第2通道（互补）计数值 uint32_t DT;//死区时间，nsuint8_t Count;//第1通道中断的计数
}TypeDef_Tim;
TypeDef_Tim MyTim2;

2、执行初始化配置

void TIM2_PWMShiftInit_3(TypeDef_Tim* Tim)
{TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};Tim->Psc=3;Tim->TimeClock=200000000;//定时器时钟，HzTim->Frequence=2000;//频率，单位：HzTim->Duty=0.5;Tim->DT=2000;//死区时间，单位：nsTim->Arr=Tim->TimeClock/(Tim->Psc+1)/Tim->Frequence/2;//定时器中央对齐模式下，Arr取一半//中央对齐模式下，数据要从中间开始抽取才能保证正常Tim->CH1Ccr=Tim->Arr-(Tim->Arr*Tim->Duty)-Tim->DT/((Tim->Psc+1)*(1000000000.0f/Tim->TimeClock));//TIM 在200M的时钟下约5.0ns一个周期Tim->CH2Ccr=Tim->Arr-(Tim->Arr*Tim->Duty);Tim->Htim.Instance = TIM2;Tim->Htim.Init.Prescaler = Tim->Psc;Tim->Htim.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_CENTERALIGNED3;Tim->Htim.Init.Period = Tim->Arr;Tim->Htim.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;Tim->Htim.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;HAL_TIM_Base_Init(&Tim->Htim);HAL_TIM_Base_Start_IT(&Tim->Htim);//打开定时器中断sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;HAL_TIM_ConfigClockSource(&Tim->Htim, &sClockSourceConfig);HAL_TIM_OC_Init(&Tim->Htim);sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&Tim->Htim, &sMasterConfig);sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;sConfigOC.Pulse = Tim->CH1Ccr;sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;//正极性sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;HAL_TIM_OC_ConfigChannel(&Tim->Htim, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_3);      __HAL_TIM_ENABLE_OCxPRELOAD(&Tim->Htim, TIM_CHANNEL_3);sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;sConfigOC.Pulse = Tim->CH2Ccr;sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_LOW;//反极性sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;HAL_TIM_OC_ConfigChannel(&Tim->Htim, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_4);__HAL_TIM_ENABLE_OCxPRELOAD(&Tim->Htim, TIM_CHANNEL_4);__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();/**TIM2 GPIO ConfigurationPB10     ------> TIM2_CH3PB11     ------> TIM2_CH4*/GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF1_TIM2;HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);/* 启动PWM输出 */HAL_TIM_PWM_Start(&Tim->Htim, TIM_CHANNEL_3);HAL_TIM_PWM_Start(&Tim->Htim, TIM_CHANNEL_4);}TIM2_PWMShiftInit_3(&MyTim2);

3、处理中断

void TIM2_IRQHandler(void)
{if (__HAL_TIM_GET_FLAG(&MyTim2.Htim, TIM_FLAG_CC3) != RESET){if(RESET == MyTim2.Count){ MyTim2.Htim.Instance->CCR4 = MyTim2.Arr - (MyTim2.Arr * MyTim2.Duty);MyTim2.Htim.Instance->CCR3 = MyTim2.Arr - (MyTim2.Arr * MyTim2.Duty) + MyTim2.DT/((MyTim2.Psc+1)*(1000000000.0f/MyTim2.TimeClock));//3500;}else {MyTim2.Htim.Instance->CCR4 = MyTim2.Arr - (MyTim2.Arr * MyTim2.Duty);//3400;MyTim2.Htim.Instance->CCR3 = MyTim2.Arr - (MyTim2.Arr * MyTim2.Duty) - MyTim2.DT/((MyTim2.Psc+1)*(1000000000.0f/MyTim2.TimeClock));//4500;}MyTim2.Count = !MyTim2.Count;}HAL_TIM_IRQHandler(&htim2);}

效果如下：

1、50%占空比

2、22%占空比

3、98%占空比

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将第2通道的极性调整为正极性，就可变为移相PWM，占空比35%，死区100us，如下图：

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