文档描述了SPWM的具体生成方法
关于定时器部分搞了2,3天，主要是想产生spwm波这一块，其他的了解了一下而已。
首先我先学习了产生pwm这一部分，然后学习到产生spwm，网上有一个例程是双通道产生互补的spwm，然后我又做了修改单通道产生双极性的spwm波。
首先先上双通道互补程序:
用的是野火的例程
main函数：
#define CLI() __set_PRIMASK(1)
#define SEI() __set_PRIMASK(0)
int main(void)
{
CLI();
SEI();
TIM34_PWM_Init();
while (1)
{
}
}
bsp_pwm_output.c用户文件
void TIM3_PWM_Init(void)
{
TIM34_GPIO_Config();
TIM34_Mode_Config();
}
static void TIM34_GPIO_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3|RCC_APB1Periph_TIM4|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // 复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}
其中，引脚PA6和PA7的复用功能就是TIM3的CH1通道，和CH2通道。所以要开启复用时钟。同时要注意，定时器的时钟不是直接来自APB1或APB2，而是来自于输入为APB1或APB2的一个倍频器。使用任何一个外设都必须打开相应的时钟。这样的好处就是，如果不使用一个外设的时候，就把它的时钟关掉，从而可以降低系统的功耗，达到节能，实现低功耗的效果。具体见
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，这里TIM3，4为APB1的2倍频后，时钟为72MHZ。
static void TIM34_Mode_Config(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
TIM_BDTRInitTypeDef TIM_BDTRInitStructure;
NVIC_Configuration();
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 7199;//产生的spwm波的周期为T=1*7200/72M=100us(10KHz)
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;//设置预分频：不预分频，即为72MHz
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;//设置时钟分频系数：不分频(这里用不到)
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式
TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;//不懂什么意思
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);//初始化定时器3的基础数据
TIM_DeInit(TIM4); //复位TIM4定时器，使之进入初始状态 其功能为复位外设PPP的所有寄存器至缺省值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=1; //自动装载寄存器的值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= 3599; //时钟预分频数 使TIM4_CLK=20KHz
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//采样分频：TIM4每次定时的时间T=2*3600/72M=100us
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure);//初始化定时器4的基础数据
TIM_ClearFlag(TIM4, TIM_FLAG_Update); //清除中断位
TIM_ITConfig(TIM4,TIM_IT_Update,ENABLE); //允许TIM4中断
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;//配置为PWM模式1
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;// 开启oc*输出到对应引脚
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable;//互补输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse =50* 7200 / 100;//占空比为50%
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;//当定时器计数值小于CCR1_Val时为高电平(极性为正)
TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Set;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState = TIM_OCIdleState_Reset;
TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);
TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); //使能TIM3的通道1和通道2
TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSRState = TIM_OSSRState_Enable;
TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSIState = TIM_OSSIState_Enable;
TIM_BDTRInitStructure.TIM_LOCKLevel = TIM_LOCKLevel_1;
TIM_BDTRInitStructure.TIM_DeadTime = 12;
TIM_BDTRInitStructure.TIM_Break = TIM_Break_Disable;
TIM_BDTRInitStructure.TIM_BreakPolarity = TIM_BreakPolarity_High;
TIM_BDTRInitStructure.TIM_AutomaticOutput = TIM_AutomaticOutput_Enable;
TIM_BDTRConfig(TIM3, &TIM_BDTRInitStructure);
TIM_CtrlPWMOutputs(TIM3, ENABLE); //开启定时器3的PWM模式
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能定时器3
TIM_Cmd(TIM4, ENABLE); //使能定时器3
}
中断的初始化函数
static void NVIC_Configuration(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
stm32f10x_it.c 中断路径处理
void TIM4_IRQHandler(void)•
{
static vu16 sign = 0;
static vu16 Counter_sine=0;
static vu16 Duty_Cycle_sinewavetable[128]={
0x0,0x83,0x105,0x187,0x209,
0x28A,0x30A,0x38A,0x409,0x486,
0x502,0x57D,0x5F7,0x66F,0x6E5,
0x75A,0x7CC,0x83D,0x8AB,0x917,
0x981,0x9E8,0xA4D,0xAAF,0xB0E,
0xB6B,0xBC4,0xC1B,0xC6E,0xCBE,
0xD0B,0xD54,0xD9A,0xDDD,0xE1C,
0xE57,0xE8F,0xEC3,0xEF3,0xF1F,
0xF48,0xF6C,0xF8D,0xFA9,0xFC2,
0xFD6,0xFE6,0xFF3,0xFFB,0xFFF,
0xFFF,0xFFB,0xFF3,0xFE6,0xFD6,
0xFC2,0xFA9,0xF8D,0xF6C,0xF48,
0xF1F,0xEF3,0xEC3,0xE8F,0xE57,
0xE1C,0xDDD,0xD9A,0xD54,0xD0B,
0xCBE,0xC6E,0xC1B,0xBC4,0xB6B,
0xB0E,0xAAF,0xA4D,0x9E8,0x981,
0x917,0x8AB,0x83D,0x7CC,0x75A,
0x6E5,0x66F,0x5F7,0x57D,0x502,
0x486,0x409,0x38A,0x30A,0x28A,
0x209,0x187,0x105,0x83,0x0};
if ( TIM_GetITStatus(TIM4 , TIM_IT_Update) == SET)
{
if(sign == 0)
{
TIM_SetCompare1(TIM3,Duty_Cycle_sinewavetable[Counter_sine]);
TIM_SetCompare2(TIM3,0);
Counter_sine++;
if(Counter_sine==100) //
{
Counter_sine=0;
sign = 1;
}
}else{
TIM_SetCompare1(TIM3,0);
TIM_SetCompare2(TIM3,Duty_Cycle_sinewavetable[Counter_sine]);
Counter_sine++;
if(Counter_sine==100)
{
Counter_sine=0;
sign = 0;
}
}
}
TIM_ClearITPendingBit(TIM4 , TIM_FLAG_Update);
}
spwm波产生的原理就是，按正弦规律改变pwm的波的占空比，滤出的基波的频率是改变占空比的频率。
TIM4计时溢出中断，每中断一次，在中断函数中，改变TIM3的比较寄存器的值，即修改占空比。
TIM4_CLK的中断频率是10Khz,又半个周期采样100个点，即半个周期要改100次占空比，也即1个周期改200次占空比，所以改变占空比的频率是10KHZ/200=50hz。基波频率为50hz。注意这个表示只有半个周期的。
中间还有很多不懂的地方，
比如
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable;//互补输出使能是干什么的？我把它去掉也没什么变化啊？
TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Set;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState = TIM_OCIdleState_Reset;
这两句也不懂。
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse =50* 7200 / 100;//占空比为50%占空比不是都随着变化了？为什么还要再设置一个50%的占空比？
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;//当定时器计数值小于CCR1_Val时为高电平(极性为正)
TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High;
反向端口到底是干嘛用的。。。
还有就是，为什么表里有128个点，但是半个周期采样100个，当然这样周期是可以保证50hz，但如果我把100改为127，周期是按照预想的所变化了，即（10KHZ/256=39.0HZ）但是波形确无法完美互补。。如图：
这个怎么破？
接下来上双极性的spwm：
程序部分，就是把死区给去掉了。
中断函数修改了其中的数组
void TIM4_IRQHandler(void)
{
static vu16 sign = 0;
static vu16 Counter_sine=0;
static vu16 Duty_Cycle_sinewavetable[128]={
3783,3952,4150,4320,4489,4658,4828,4997,5138,5308,
5449,5618,5760,5901,6014,6155,6268,6381,6494,6607,
6691,6776,6861,6917,7002,7058,7087,7143,7171,7171,
7200,7200,7200,7171,7171,7143,7087,7058,7002,6917,
6861,6776,6691,6607,6494,6381,6268,6155,6014,5901,
5760,5618,5449,5308,5138,4997,4828,4658,4489,4320,
4150,3952,3783,3614,3444,3275,3077,2908,2738,2569,
2400,2230,2089,1920,1778,1609,1468,1327,1214,1072,
960,847,734,621,536,451,367,310,225,169,141,84,56,56,
28,28,28,56,56,84,141,169,225,310,367,451,536,621,734,
847,960,1072,1214,1327,1468,1609,1778,1920,2089,2230,
2400,2569,2738,2908,3077,3275,3444,3614
};
if ( TIM_GetITStatus(TIM4 , TIM_IT_Update) == SET)
{
TIM_SetCompare1(TIM3,Duty_Cycle_sinewavetable[Counter_sine]);
Counter_sine++;
if(Counter_sine==128) //?????100??
{
Counter_sine=0;
}
}
TIM_ClearITPendingBit(TIM4 , TIM_FLAG_Update);
}
注意这个数组是完整的正弦波了；关于数字的取得也想分享一下，作为菜鸟表示研究了好久。
因为自动装载值是7200，所以要以7200作为参考，如3600就是占空比为50%，然后用excel做表。大家不要笑话我哈，网上有正弦波生成表，用于单片机产生正弦波的，一般以256为最大比列，然后我就把生成的值除以256乘以7200得到上述数组。
注意，想要得到50hz的正弦波，就要使中断频率为50Hz*128=6400hz，根据公式反推 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period,TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler的值，也就是72M/(TIM_Period+1)*(TIM_Prescaler+1)=6400，
我就取
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=4;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= 2249;
好了，差不多就这样了。。。只是想把学到的写下来，要不然又忘了。。。
STM32学习笔记（六）----TIM （待补充）
1、使能TIM时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM*,ENABLE);
2、基础设置
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period 计数值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler 预分频,此值+1为分频的除数
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0 时钟因子 待做进一步说明
TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0 待做进一步说明
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up 向上计数
TIM_CounterMode_Dowm 向下计数
TIM_CounterMode_CenterAligned1 中心对齐方式1
TIM_CounterMode_CenterAligned2 中心对齐方式2
TIM_CounterMode_CenterAligned3 中心对齐方式3
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
3、通道设置
----------------------------------------------------------------------------------------------
输出比较 & PWM通道
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Timing 输出比较时间模式 (输出引脚冻结无效)
TIM_OCMode_Active 输出比较主动模式 (匹配时设置输出引脚为有效电平，当计数值为比较/捕获寄存器值相同时，强制输出为高电平)
TIM_OCMode_Inactive; 输出比较非主动模式 (匹配时设置输出引脚为无效电平，当计数值为比较/捕获寄存器值相同时，强制输出为低电平)
TIM_OCMode_Toggle 输出比较触发模式 (翻转。当计数值与比较/捕获寄存器值相同时，翻转输出引脚的电平)
TIM_OCMode_PWM1 向上计数时，当TIMx_CNT < TIMx_CCR*时，输出电平有效，否则为无效
向下计数时，当TIMx_CNT > TIMx_CCR*时，输出电平无效，否则为有效
TIM_OCMode_PWM2 与PWM1模式相反
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Disable 禁止OC*输出
TIM_OutputState_Enable 开启OC*输出到对应引脚
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Disable 互补输出使能。关闭OC*N输出
TIM_OutputNState_Enable 互补输出使能。开启OC*N输出到对应的引脚
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse 比较/PWM 通道的值
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; 极性为正
TIM_OCPolarity_Low 极必为负
TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High; 极性为正
TIM_OCNPolarity_Low 极必为负
TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Set 当MOE=0时，如果实现了OC*N，则死区后OC*=1
TIM_OCIdleState_Reset 当MOE=0时，如果实现了OC*N，则死区后OC*=0
TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState = TIM_OCIdleNState_Set 当MOE=0时，死区后OC*N=1
TIM_OCIdleNState_Reset 当MOE=0时，死区后OC*N=0
TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);
TIM_OC1PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Disable); 禁止OC1重装载,即TIM*_CCR*的数一经写入立即生效，否则要在下一个更新事件到来后才被装入寄存器
TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1,ENABLE); 如果使用PWM模式，则此句一定不能省
-----------------------------------------------------------------------------------------
输入捕获通道
TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1
TIM_Channel_2
TIM_Channel_3
TIM_Channel_4
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising 输入/捕获上升沿有效
TIM_ICPolarity_Falling 输入/捕获下降沿有效
TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI IC*输入引脚选择，针对IC1/IC2有不同的定义
TIM_ICSelection_IndirectTI
TIM_ICSelection_TRC
TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1 输入模式下，捕获端口上的每一次边沿都触发一次捕获
TIM_ICPSC_DIV2 输入模式下，每2次事件触发一次捕获
TIM_ICPSC_DIV4 输入模式下，每4次事件触发一次捕获
TIM_ICPSC_DIV8 输入模式下，每8次事件触发一次捕获
TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 捕获采样频率，详见TIM*_CCMR->IC*F说明
----------------------------------------------------------------------------------------------
死区设置
TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSRState = TIM_OSSRState_Enable
TIM_OSSRState_Disable
TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSRIState = TIM_OSSRIState_Enable
TIM_OSSRIState_Disable
TIM_BDTRInitStructure.TIM_LOCKLevel = TIM_LOCKLevel_OFF
TIM_LOCKLevel_1
TIM_LOCKLevel_2
TIM_LOCKLevel_3
TIM_BDTRInitStructure.TIM_DeadTime = 这里调整死区大小0-0xff
TIM_BDTRInitStructure.TIM_Break = TIM_Break_Enable
TIM_Break_Disable
TIM_BDTRInitStructure.TIM_BreakPolarity = TIM_BreakPolarity_Low
TIM_BreakPolarity_High
TIM_BDTRInitStructure.TIM_AutomaticOutput= TIM_AutomaticOutput_Enable
TIM_AutomaticOutPut_Disable
4、配置中断
5、开启TIM
----------------------------------------------------------------------------------------------------
例：
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
u16 CCR1_Val = 60000;
u16 CCR2_Val = 40000;
u16 CCR3_Val = 20000;
u16 CCR4_Val = 10000;
/* TIM2 clock enable */
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
/* 基础设置*/
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 65535; //计数值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 7200-1; //预分频,此值+1为分频的除数
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0x0; //
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计数
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
/* 比较通道1*/
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Inactive; //输出比较非主动模式
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR1_Val;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //极性为正
TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);
TIM_OC1PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Disable); //禁止OC1重装载,其实可以省掉这句,因为默认是4路都不重装的.
/*比较通道2 */
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR2_Val;
TIM_OC2Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);
TIM_OC2PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Disable);
/* 比较通道3 */
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR3_Val;
TIM_OC3Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);
TIM_OC3PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Disable);
/* 比较通道4 */
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR4_Val;
TIM_OC4Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);
TIM_OC4PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Disable);
/*使能预装载*/
TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, ENABLE);
/*预先清除所有中断位*/
TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC1 | TIM_IT_CC2 | TIM_IT_CC3 | TIM_IT_CC4|TIM_IT_Update);
/* 4个通道和溢出都配置中断*/
TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_CC1 | TIM_IT_CC2 | TIM_IT_CC3 | TIM_IT_CC4|TIM_IT_Update, ENABLE);
/* 允许TIM2开始计数 */
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
使用中央对齐模式的提示：
● 进入中央对齐模式时，使用当前的向上/向下计数配置；这就意味着计数器向上还是向下计数取决于TIMx_CR1寄存器中DIR位的当前值。此外，软件不能同时修改DIR和CMS位。
● 不推荐当运行在中央对齐模式时改写计数器，因为这会产生不可预知的结果。特别地： ─ 如果写入计数器的值大于自动重加载的值(TIMx_CNT>TIMx_ARR)，则方向不会被更新。例如，如果计数器正在向上计数，它就会继续向上计数。 ─ 如果将0或者TIMx_ARR的值写入计数器，方向被更新，但不产生更新事件UEV。
使用中央对齐模式最保险的方法，就是在启动计数器之前产生一个软件更新(设置TIMx_EGR位中的UG位)，并且不要在计数进行过程中修改计数器的值。
互补输出和死区插入高级控制定时器(TIM1和TIM8)能够输出两路互补信号，并且能够管理输出的瞬时关断和接通。 这段时间通常被称为死区，用户应该根据连接的输出器件和它们的特性(电平转换的延时、电源开关的延时等)来调整死区时间。
配置TIMx_CCER寄存器中的CCxP和CCxNP位，可以为每一个输出独立地选择极性(主输出OCx或互补输出OCxN)。
互补信号OCx和OCxN通过下列控制位的组合进行控制：TIMx_CCER寄存器的CCxE和CCxNE位，TIMx_BDTR和TIMx_CR2寄存器中的MOE、OISx、OISxN、OSSI和OSSR位，详见表75带刹车功能的互补输出通道OCx和OCxN的控制位。特别的是，在转换到IDLE状态时(MOE下降到0)死区被激活。 同时设置CCxE和CCxNE位将插入死区，如果存在刹车电路，则还要设置MOE位。每一个通道都有一个10位的死区发生器。参考信号OCxREF可以产生2路输出OCx和OCxN。
如果OCx和OCxN为高有效：
● OCx输出信号与参考信号相同，只是它的上升沿相对于参考信号的上升沿有一个延迟。
● OCxN输出信号与参考信号相反，只是它的上升沿相对于参考信号的下降沿有一个延迟。 如果延迟大于当前有效的输出宽度(OCx或者OCxN)，则不会产生相应的脉冲。 下列几张图显示了死区发生器的输出信号和当前参考信号OCxREF之间的关系。(假设CCxP=0、CCxNP=0、MOE=1、CCxE=1并且CCxNE=1)
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