STM32F4 高级定时器输出PWM

在STM32F4系列微控制器上配置高级定时器（如TIM1或TIM8）输出PWM信号，通常涉及以下几个关键步骤：时钟使能、GPIO配置、定时器参数设置、PWM模式选择以及死区和刹车功能的配置（如果需要）。以下是一个完整的配置流程。 ### 1. 配置系统时钟并使能相关外设时钟 首先确保系统时钟已正确配置，并启用高级定时器和GPIO端口的时钟。以使用TIM1和GPIOA为例： ```c RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE); RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE); ``` ### 2. 配置GPIO为复用推挽输出并设置复用功能 高级定时器的PWM输出必须通过复用功能映射到特定的GPIO引脚。例如，TIM1_CH1通常对应于PA8，需将PA8配置为复用推挽输出，并将其复用功能映射到TIM1[^1]。 ```c GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); // 设置复用功能为TIM1 GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource8, GPIO_AF_TIM1); ``` ### 3. 初始化高级定时器 配置定时器的基本参数，包括计数器模式、预分频系数、自动重载值等。以生成频率为1kHz、预分频后时钟为84MHz为例： ```c TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStruct; TIM_TimeBaseStruct.TIM_Prescaler = 83; // 分频系数为84 TIM_TimeBaseStruct.TIM_Period = 999; // 自动重载值，周期为1ms TIM_TimeBaseStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; TIM_TimeBaseStruct.TIM_RepetitionCounter = 0; // 高级定时器特有的重复计数器 TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStruct); ``` ### 4. 配置PWM输出通道 选择PWM模式（边缘对齐或中间对齐），并设置占空比。以下为边缘对齐PWM模式1，通道1占空比为50%： ```c TIM_OCInitTypeDef TIM_OCStruct; TIM_OCStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; TIM_OCStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; TIM_OCStruct.TIM_Pulse = 500; // 占空比为50% TIM_OCStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCStruct); TIM_OC1PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable); // 启用预装载寄存器 ``` ### 5. 启动定时器并使能主输出 由于高级定时器具有额外的安全机制（如刹车功能），必须显式调用`TIM_CtrlPWMOutputs()`来启用主输出： ```c TIM_Cmd(TIM1, ENABLE); TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE); // 必须调用才能启动高级定时器输出 ``` ### 6. 可选：配置死区和刹车功能 若需控制电机等应用，可启用死区时间和刹车功能，防止上下桥臂直通： ```c TIM_BDTRInitTypeDef TIM_BDTRStruct; TIM_BDTRStruct.TIM_OSSRState = TIM_OSSRState_Enable; TIM_BDTRStruct.TIM_OSSIState = TIM_OSSIState_Enable; TIM_BDTRStruct.TIM_LOCKLevel = TIM_LOCKLevel_1; TIM_BDTRStruct.TIM_DeadTime = 0x2F; // 死区时间约为1.2μs（根据系统时钟调整） TIM_BDTRStruct.TIM_Break = TIM_Break_Enable; TIM_BDTRStruct.TIM_BreakPolarity = TIM_BreakPolarity_Low; TIM_BDTRStruct.TIM_AutomaticOutput = TIM_AutomaticOutput_Enable; TIM_BDTRConfig(TIM1, &TIM_BDTRStruct); ``` ### 示例完整代码片段 ```c #include "stm32f4xx.h" void PWM_Init(void) { // 1. 使能时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE); RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE); // 2. 配置GPIO GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource8, GPIO_AF_TIM1); // 3. 定时器基本配置 TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStruct; TIM_TimeBaseStruct.TIM_Prescaler = 83; TIM_TimeBaseStruct.TIM_Period = 999; TIM_TimeBaseStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; TIM_TimeBaseStruct.TIM_RepetitionCounter = 0; TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStruct); // 4. PWM通道配置 TIM_OCInitTypeDef TIM_OCStruct; TIM_OCStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; TIM_OCStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; TIM_OCStruct.TIM_Pulse = 500; TIM_OCStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCStruct); TIM_OC1PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable); // 5. 启动定时器 TIM_Cmd(TIM1, ENABLE); TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE); } int main(void) { PWM_Init(); while (1); } ``` ### 注意事项 - 确保所使用的GPIO是该定时器的复用功能支持的引脚。 - 若使用非默认引脚，必须进行**重映射**操作[^1]。 - 高级定时器常用于互补PWM输出，此时需配置多个通道及死区控制[^2]。