STM32H7学习继续(STM32H7系列8) 定时中断,PWM输出,输入捕获

2020.01.11

以<>为导引学习

定时器

1. STM32H743 内部包含 10 个通用定时器（TIM2_TIM5，TIM12TIM17），
   每个定时器都可以用来产生 PWM 或者用作输入捕获
   不过 TIM2~TIM5 有 4 个通道，TIM12~TIM17 只有 2 个通道。
2. STM32H743 的通用定时器可以被用于：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)等。 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。STM32H743 的每个通用定时器都是完全独立的，
   没有互相共享的任何资源。
3. 如下事件发生时产生中断/DMA（TIM12~TIM14 不支持 DMA）：
   A．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)
   B．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)
   C．输入捕获
   D．输出比较
   E．支持针对定位的增量(正交)编码器和霍尔传感器电路（TIM12~TIM17 不支持）
   F．触发输入作为外部时钟或者按周期的电流管理（TIM9~TIM17 不支持）
4. 通过修改 ARR 的值，可以改变定时时间。另外，通过修改 PSC 的值，使用不同的计数频
   率（改变图中 CNT 的斜率），也可以改变定时时间。

相关寄存器

1. DMA/中断使能寄存器（TIMx_DIER）。
2. 控制寄存器 1（TIMx_CR1）
3. 模式选择寄存器（TIMx_SMCR）
4. 预分频寄存器（TIMx_PSC）
5. TIMx_CNT 寄存器，

程序设计

1. TIM3_Init(u16 arr,u16 psc)函数中的两个参数可以计算中断时间,公式如下:
   Tout= ((arr+1)*(psc+1))/Tclk；

PWM输出

1. STM32H743 的定时器除了 TIM6 和 7。其他的定时器都可以用来产生 PWM 输出。其中高
   级定时器 TIM1 和 TIM8 可以同时产生多达 7 路的 PWM 输出。而通用定时器也能同时产生多
   达 4 路的 PWM 输出！这里我们仅使用 TIM3 的 CH4 产生一路 PWM 输出。
2. 首先是捕获/比较模式寄存器（TIMx_CCMR1/2）,这里我们需要说明的是模式设置位 OC4M[3:0]，此部分由 4
   位组成。总共可以配置成14种模式，我们使用的是PWM模式，所以这4位必须设置为0110/0111。
   这两种 PWM 模式的区别就是输出有效电平的极性相反。
3. TIM3 的捕获/比较使能寄存器（TIM3_CCER），该寄存器控制着各个输
   入输出通道的开关
4. 如果是通用定时器，则配置以上三个寄存器就够了，但是如果是高级定时器，则还需要配
   置：刹车和死区寄存器（TIMx_BDTR），

步骤

1）开启 TIM3 和 GPIO 时钟，配置 PB1 选择复用功能 AF1（TIM3）输出。
2）初始化 TIM3,设置 TIM3 的 ARR 和 PSC 等参数。
3）设置 TIM3_CH4 的 PWM 模式，输出比较极性，比较值等参数。
4）使能 TIM3，使能 TIM3 的 CH4 输出。
5）修改 TIM3_CCR4 来控制占空比。

输入捕获:输入捕获模式可以用来测量脉冲宽度或者测量频率。

原理

输入捕获模式可以用来测量脉冲宽度或者测量频率。我们以测量脉宽为例，用一个简图来
说明输入捕获的原理，如图 14.1.1 所示：

图 14.1.1 输入捕获脉宽测量原理
如图 14.1.1 所示，就是输入捕获测量高电平脉宽的原理，假定定时器工作在向上计数模式，
图中 t1~t2 的时间，就是我们需要测量的高电平时间。测量方法如下：首先设置定时器通道 x
为上升沿捕获，这样，t1 时刻，就会捕获到当前的 CNT 值，然后立即清零 CNT，并设置通道
x 为下降沿捕获，这样到 t2 时刻，又会发生捕获事件，得到此时的 CNT 值，记为 CCRx2。这
样，根据定时器的计数频率，我们就可以算出 t1~t2 的时间，从而得到高电平脉宽。
在 t1~t2 之间，可能产生 N 次定时器溢出，这就要求我们对定时器溢出做处理，防止高电
平太长，导致数据不准确。如图 14.1.1 所示，t1~t2 之间，CNT 计数的次数等于：N*ARR+CCRx2，
有了这个计数次数，再乘以 CNT 的计数周期，即可得到 t2-t1 的时间长度，即高电平持续时间。
输入捕获的原理，我们就介绍到这。

步骤

1）开启 TIM5 和 GPIOA 时钟，配置 PA0 为复用功能（AF2），并开启下拉电阻。
2）初始化 TIM5,设置 TIM5 的 ARR 和 PSC。
3）设置 TIM5 的输入捕获参数，开启输入捕获。
4）使能捕获和更新中断（设置 TIM5 的 DIER 寄存器）
5）使能定时器（设置 TIM5 的 CR1 寄存器）
6）设置 NVIC 中断优先级
7） 编写中断服务函数
STM32定时器输入捕获