STM32通用定时器输出PWM

1 、TIMx简介

通用定时器是一个通过可编程预分频器驱动的16位自动装载计数器构成。
它适用于多种场合，包括测量输入信号的脉冲长度(输入捕获)或者产生输出波形(输出比较和 PWM)。
使用定时器预分频器和RCC时钟控制器预分频器，脉冲长度和波形周期可以在几个微秒到几个毫秒间调整。

2 、TIMx主要功能

通用TIMx (TIM2、TIM3、TIM4和TIM5)定时器功能包括： ● 16位向上、向下、向上/向下自动装载计数器 ●
16位可编程(可以实时修改)预分频器，计数器时钟频率的分频系数为1～65536之间的任意数值 ● 4个独立通道： ─ 输入捕获 ─
输出比较 ─ PWM生成(边缘或中间对齐模式) ─ 单脉冲模式输出 ● 使用外部信号控制定时器和定时器互连的同步电路 ●
如下事件发生时产生中断/DMA： ─ 更新：计数器向上溢出/向下溢出，计数器初始化(通过软件或者内部/外部触发) ─
触发事件(计数器启动、停止、初始化或者由内部/外部触发计数) ─ 输入捕获 ─ 输出比较 ●
支持针对定位的增量(正交)编码器和霍尔传感器电路 ● 触发输入作为外部时钟或者按周期的电流管理

通用定时器框图

3 、TIMx功能描述

3.1、时基单元

可编程通用定时器的主要部分是一个16位计数器和与其相关的自动装载寄存器。这个计数器可
以向上计数、向下计数或者向上向下双向计数。此计数器时钟由预分频器分频得到。
计数器、自动装载寄存器和预分频器寄存器可以由软件读写，在计数器运行时仍可以读写。时基单元包含： ● 计数器寄存器(TIMx_CNT) ●
预分频器寄存器 (TIMx_PSC) ● 自动装载寄存器 (TIMx_ARR)
自动装载寄存器是预先装载的，写或读自动重装载寄存器将访问预装载寄存器。根据在
TIMx_CR1寄存器中的自动装载预装载使能位(ARPE)的设置，预装载寄存器的内容被立即或在
每次的更新事件UEV时传送到影子寄存器。当计数器达到溢出条件(向下计数时的下溢条件)并当
TIMx_CR1寄存器中的UDIS位等于’0’时，产生更新事件。更新事件也可以由软件产生。随后会详细描述每一种配置下更新事件的产生。
254/754 参照2009年12月 RM0008 Reference Manual 英文第10版
本译文仅供参考，如有翻译错误，请以英文原稿为准。请读者随时注意在ST网站下载更新版本通用定时器(TIMx) STM32F10xxx参考手册
计数器由预分频器的时钟输出CK_CNT驱动，仅当设置了计数器TIMx_CR1寄存器中的计数器使
能位(CEN)时，CK_CNT才有效。(有关计数器使能的细节，请参见控制器的从模式描述)。
注：真正的计数器使能信号CNT_EN是在CEN的一个时钟周期后被设置。

3.4 捕获/比较通道

每一个捕获/比较通道都是围绕着一个捕获/比较寄存器(包含影子寄存器)，包括捕获的输入部分
(数字滤波、多路复用和预分频器)，和输出部分(比较器和输出控制)。下面几张图是一个捕获/比较通道概览。
输入部分对相应的TIx输入信号采样，并产生一个滤波后的信号TIxF。然后，一个带极性选择的
边缘检测器产生一个信号(TIxFPx)，它可以作为从模式控制器的输入触发或者作为捕获控制。该信号通过预分频进入捕获寄存器(ICxPS)。

3.6、输出比较模式

此项功能是用来控制一个输出波形，或者指示一段给定的的时间已经到时。当计数器与捕获/比较寄存器的内容相同时，输出比较功能做如下操作： ●
将输出比较模式(TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM位)和输出极性(TIMx_CCER寄存器中的
CCxP位)定义的值输出到对应的引脚上。在比较匹配时，输出引脚可以保持它的电平
(OCxM=000)、被设置成有效电平(OCxM=001)、被设置成无效电平(OCxM=010)或进行翻转(OCxM=011)。 ●
设置中断状态寄存器中的标志位(TIMx_SR寄存器中的CCxIF位)。 ●
若设置了相应的中断屏蔽(TIMx_DIER寄存器中的CCxIE位)，则产生一个中断。 ●
若设置了相应的使能位(TIMx_DIER寄存器中的CCxDE位，TIMx_CR2寄存器中的CCDS位
选择DMA请求功能)，则产生一个DMA请求。 TIMx_CCMRx中的OCxPE位选择TIMx_CCRx寄存器是否需要使用预装载寄存器。
在输出比较模式下，更新事件UEV对OCxREF和OCx输出没有影响。
同步的精度可以达到计数器的一个计数周期。输出比较模式(在单脉冲模式下)也能用来输出一个单脉冲。 268/754 参照2009年12月
RM0008 Reference Manual 英文第10版
本译文仅供参考，如有翻译错误，请以英文原稿为准。请读者随时注意在ST网站下载更新版本通用定时器(TIMx) STM32F10xxx参考手册
输出比较模式的配置步骤：

选择计数器时钟(内部，外部，预分频器)

将相应的数据写入TIMx_ARR和TIMx_CCRx寄存器中

如果要产生一个中断请求和/或一个DMA请求，设置CCxIE位和/或CCxDE位。

选择输出模式，例如当计数器CNT与CCRx匹配时翻转OCx的输出引脚，CCRx预装载未用，开启OCx输出且高电平有效，则必须设置OCxM=’011’、OCxPE=’0’、CCxP=’0’和 CCxE=’1’。

设置TIMx_CR1寄存器的CEN位启动计数器 TIMx_CCRx寄存器能够在任何时候通过软件进行更新以控制输出波形，条件是未使用预装载寄
存器(OCxPE=’0’，否则TIMx_CCRx影子寄存器只能在发生下一次更新事件时被更新)。下图给出了一个例子。

实验通过TIM3 通道1和通道2输出PWM改变电机的转速
通用定时器输出PWM配置流程
1.开GPIOB和AFIO时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO|RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);  //开GPIOB和AFIO

2.将PB4释放

  GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE);

3.将PB4和PB5配置为复用推挽模式

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;   //复用推挽
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_2MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

//调用初始化函数
4.开启TIM3的时钟

RCC_APB1PeriphClockCmd( RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE); //开系统TIM3时钟

5.TIM3部分重映射

GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE);

6.初始化TIM3的时基单元（PSC = 72-1，

ARR = 1000，向上计数）TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 72-1;   //设置TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 1000; TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit(TIM3, & TIM_TimeBaseStructure);   //调用初始化函数

7.配置通道1和通道2

/* Configures the TIM2 Channel1 in PWM Mode */ TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; TIM_OC1Init(TIM3, & TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM3 OC1TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式1TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性:TIM输出比较极性高TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM3 OC2

8.使能TIM3

TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);

9.改变比较寄存器的值观察电机转速是否改变，原理是改变引脚高低电平的占空比

TIM_SetCompare1(TIM3,0);
TIM_SetCompare2(TIM3,500);

代码仓库：https://gitee.com/bigtiger_king/stm32f103_pwm/tree/master/

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1 、TIMx简介

2 、TIMx主要功能

3 、TIMx功能描述

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