定时器输出的PWM频率范围及占空比精度
我想要TIM定时器输出的PWM波形:0.1%精度占空比, 频率范围:200Hz - 10KHz。请问能实现吗?
Ⅰ
写在前面
如果有朋友下载了上一篇文章我提供的例程,在“bsp_timer.h”文件下,你就会发现有如下一段被我注释了的【说明性文字】。
这个工程是我从之前项目中提取出来(复制部分代码),从新整理的一个的工程。里面的这个被注释了的描述文字是之前整理的,今天重新对其说明一下。
这里句题外话:
我一般都是注重让大家明白其原理,提供的工程代码以简单为原则。比如:没有添加系统,没有添加参数越界检查等额外的代码。不是让你直接拷贝过去就用,一般需要结合你实际工程,对其修改。
Ⅱ
解读那段文字
想要认真掌握定时器输出PWM的朋友,可以品味一下那段文字。
1.定时器的位数
在STM32中,定时器分16位和32位,这个好理解。简单的来说,就是16位定时器相关的寄存器包含计数器是16位的,计数的范围是0 ~ 0xFFFF。同理,32位计数范围为0 ~ 0xFFFF FFFF。
当然,上面提到的相关的寄存器,其实只有几个,计数器、自动重载寄存器、捕获/比较寄存器等,具体请参看手册中关于TIM寄存器章节。
截图中,频率的范围,其实说明了32位定时器的优势。但是,在STM32中,有些型号的MCU是没有32位的定时器的(具体请见选型手册,或数据手册)。
2.占空比,周期(频率)
PWM占空比是指在一个脉冲循环内,通电时间相对于总时间所占的比例。
比如:拿1KHz波形来说,占空比为20%,即高电平0.2ms。
在STM32定时器中,占空比其实是对应【捕获/比较寄存器 】的值,你可看见我提供的代码:
#define PWM_TIM_SetComparex TIM_SetCompare1
捕获/比较寄存器有1,2,3,4,对应的其实是你输出的通道。
占空比的数值,需要结合PWM的频率,所以代码中是:
pwm_pulse = (pwm_period + 1)*Dutycycle / 100;
pwm_period:是PWM周期值;
/100代表:占空比的大小。
周期值:其实就是【自动重载寄存器 (TIMx_ARR)】是值;
看见我标记为红色的文字没有?这两个值决定了PWM的周期和占空比。
3.计算频率和占空比
频率 = 1/周期; 1KHz的周期 = 0.001秒,即1ms.
波形频率(周期)案例:
假如计数时钟CK_CNT(看上图)一秒钟计数10M次:
我们需要1KHz波形,即1ms(波形1K)CNT计数个数为10K个,自动重载寄存器ARR设定值为10K。
我们需要10KHz波形,同理:自动重载寄存器设定值为100K。
占空比(1KHz波形)案例:
假如CK_CNT一秒钟计数1M次:
我们需要1KHz,0.1占空比波形:同上分析,ARR的值为1K,则捕获/比较寄存器 1 (TIMx_CCR1)值为1。(为什么是1? 1KHz * 0.1% 就等于1)
我们需要10KHz,0.1占空比波形:同理计算CCR1值:等于 1KHz * 0.1% 就等于0.1。显然
两案例的结论:
1.100K > 65535,对于16位定时器来说,肯定不行啊。对于32位定时器就行。
2.CCR1的值不可能为0.1。
3.我们就需要改变计数时钟CK_CNT来达到要求,也就是分频。
4.自己设定边界值,通过修改TIMx_PSC、TIMx_ARR和TIMx_CCR三个寄存器参数,来满足自己要求。如果不能满足,那么选择32位定时器。如果32位都还不能满足,那就······
推荐阅读:
1.关于STM32的计数和延时
2.STM32F4_TIM输出PWM波形(可调频率、占空比)
3.STM32F4_TIM输入波形捕获(脉冲频率)
Ⅲ
最后
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