LV080-高级定时器输出比较模式

一、输出比较模式输出PWM

我们来学习使用高级定时器输出比较模式下翻转功能，通过定时器 4 个通道分别输出 4 个 50%占空比、不同相位的 PWM。

输出比较模式下翻转功能作用是：当计数器的值等于捕获/比较寄存器影子寄存器的值时，OC1REF 发生翻转，进而控制通道输出（OCx）翻转。通过翻转功能实现输出 PWM 的具体原理如下： PWM 频率由自动重载寄存器（TIMx_ARR）的值决定，在这个过程中，只要自动重载寄存器的值不变，那么 PWM 占空比就固定为 50%。我们可以通过捕获/比较寄存器（TIMx_CCRx）的值改变 PWM 的相位。生成 PWM 的原理如图 ：

本实验就是根据图中的原理来设计的，具体实验是：我们设置固定的 ARR 值为 999，那么 PWM 占空比固定为 50%，通过改变 4 个通道的捕获/比较寄存器（TIMx_CCRx）的值使得每个通道输出的 PWM 的相位都不一样，注意捕获/比较寄存器的值设置范围是： 0 ~ ARR。比如：TIMx_CCR1=250-1， TIMx_CCR2=500-1， TIMx_CCR3=750-1， TIMx_CCR4=1000-1，那么可以得到通道 1~通道 4 输出的 PWM 的相位分别是： 25%、 50%、 75%、 100%。翻转功能输出的 PWM 周期，这里用 T 表示，其计算公式如下：

T= 2*(arr+1)*((psc+1)/ Tclk)

其中：

T ：翻转功能输出的 PWM 周期（单位为 s）。

Tclk：定时器的时钟源频率（单位为 MHz）。

arr ：自动重装寄存器（TIMx_ARR）的值。

psc ：预分频器寄存器（TIMx_PSC）的值。

二、相关寄存器

高级定时器输出比较模式除了用到定时器的时基单元：计数器寄存器(TIMx_CNT)、预分频器寄存器(TIMx_PSC)、自动重载寄存器(TIMx_ARR) 之外。主要还用到下面介绍的这些寄存器。

1. 控制寄存器 1（TIMx_CR1）

TIM1/TIM8 的控制寄存器 1 描述如图：

上图中我们只列出了本实验需要用的一些位，其中： 位 7（APRE）用于控制自动重载寄存器是否具有缓冲作用，在基本定时器的时候已经讲过，请回顾。 在实验中，我们把该位置 1。

位 4（DIR）用于配置计数器的计数方向， 本实验默认置 0 即可。

位 0 （CEN）用于使能计数器的工作，必须要设置该位为 1，才可以开始计数。其它位保持复位值即可。

2. 捕获/比较模式寄存器 1/2（TIMx_CCMR1/2）

TIM1/TIM8 的捕获/比较模式寄存器（ TIMx_CCMR1/2），该寄存器一般有 2 个：TIMx_CCMR1 和 TIMx _CCMR2。TIMx_CCMR1 控制 CH1 和 CH2，而 TIMx_CCMR2 控制 CH3和 CH4。 TIMx_CCMR1 寄存器描述如图：

该寄存器的有些位在不同模式下，功能不一样，我们现在用到输出比较模式。关于该寄存器的详细说明，可以参考《STM32F10xxx 参考手册_V10（中文版） .pdf》 第 240 页， 13.4.7 节。

本实验我们用到了定时器 8 输出比较的 4 个通道，所以我们需要配置 TIM1_CCMR1 和TIM1_CCMR2。以 TIM1_CCMR1 寄存器为例，模式设置位OC1M[2:0]就是对应着通道 1 的模式设置，此部分由 3 位组成，总共可以配置成 8 种模式，我们使用的是翻转功能，所以这 3 位必须设置为011。通道 2 也是如此，将位 OC2M[2:0] 设置为 011。通道 3 和通道 4 就要设置TIM1_CCMR2 寄存器的位 OC3M[2:0]和位 OC4M[2:0]。除此之外，我们还要设置输出比较的预装载使能位，如通道 1 对应输出比较的预装载使能位 OC1PE 置 1， 其他通道也要把相应位置 1。

3. 捕获/比较使能寄存器（TIMx_ CCER）

TIM1/TIM8 的捕获/比较使能寄存器，该寄存器控制着各个输入输出通道的开关和极性。TIMx_CCER 寄存器描述如图 ：

该寄存器比较简单，要让 TIM8 的 4 个通道都输出，我们需要把对应的捕获/比较 1 输出使能位置 1。通道 1 到通道 4 的使能位分别是： CC1E、 CC2E、 CC3E、 CC4E，我们把这 4 个位置1，使能通道输出。

4. 捕获/比较寄存器 1/2/3/4（TIMx_ CCR1/2/3/4）

捕获/比较寄存器（TIMx_ CCR1/2/3/4），该寄存器总共有 4 个，对应 4 个通道 CH1~CH4。本实验 4 个通道都要使用到，以通道 1 对应的 TIMx_ CCR1 寄存器为例，其描述如下图所示：

我们通过改变 TIMx_ CCR1/2/3/4 寄存器的值来改变 4 个通道输出的 PWM 的相位。

5. TIM1/TIM8 断路和死区寄存器（TIMx_ BDTR）

本实验用的是高级定时器，我们还需要配置：断路和死区寄存器（TIMx_BDTR），该寄存器各位描述如图 ：

该寄存器，我们只需要关注位 15（MOE），要想高级定时器的通道正常输出，则必须设置MOE 位为 1，否则不会有输出。