經(jīng)常有人想利用STM32定時(shí)器輸出一些任意波形來(lái)滿足應(yīng)用需求。比方最近有人在某論壇發(fā)帖咨詢想使用STM32芯片的TIM1實(shí)現(xiàn)如下4路特征的驅(qū)動(dòng)波形?！鞠旅娌ㄐ沃划嫵隽藘蓚€(gè)周期】

通過(guò)觀察不難看出，四路波形是有規(guī)律的周期性波形。不過(guò)除了/B路外，其它三路不太容易通過(guò)定時(shí)器PWM輸出模式來(lái)簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)。

我們知道，對(duì)于STM32常規(guī)定時(shí)器，其比較輸出功能較常用的輸出模式主要是PWM輸出模式和比較輸出切換模式。其中PWM輸出模式是指定時(shí)器輸出控制單元根據(jù)計(jì)數(shù)器的值與比較寄存器的值的比較結(jié)果來(lái)決定輸出電平的高低。而比較輸出切換模式是指定時(shí)器輸出控制單元在計(jì)數(shù)器的值與比較寄存器的值匹配相等時(shí)，做輸出電平的切換。即如果發(fā)生匹配之前是高電平的，發(fā)生匹配時(shí)輸出電平切換為低電平。反之亦然。

結(jié)合到本案例，對(duì)于A路、/A路及B路輸出波形我們就可以考慮使用比較輸出切換模式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

我們這里假設(shè)定時(shí)器的計(jì)數(shù)器采用向上計(jì)數(shù)模式，每記800個(gè)時(shí)鐘單位為1個(gè)計(jì)數(shù)周期?！鞠蛏嫌?jì)數(shù)模式，ARR=800-1】

對(duì)于A路，當(dāng)CCR=200和 CCR=700時(shí)發(fā)生輸出切換，這樣周期性的修改CCR的值，從而實(shí)現(xiàn)目前所期望的輸出波形。此時(shí)我們可以使用比較事件觸發(fā)DMA，通過(guò)DMA將下次要用來(lái)做比較的數(shù)據(jù)從內(nèi)存?zhèn)鞯较鄳?yīng)通道的CCR寄存器。

同理，對(duì)于/A路，當(dāng)CCR=300和 CCR=600時(shí)發(fā)生輸出切換。同樣開(kāi)啟該通道的比較事件觸發(fā)DMA傳輸，實(shí)現(xiàn)CCR寄存器的數(shù)據(jù)循環(huán)更新。

同樣，對(duì)于B路，參照上面的相同做法。當(dāng)CCR=100和CCR=400時(shí)做輸出切換。

至于最后的/B路，可以跟上面一樣采用比較輸出切換模式。不過(guò)，該通道直接使用PWM輸出模式更方便，具體到這里我們可以使用PWM2輸出模式，CCR=500.

下面是基于STM32F4系列芯片的TIM1來(lái)實(shí)現(xiàn)上述輸出波形的配置及相關(guān)用戶代碼介紹。其中，代碼是基于STM32CUBE庫(kù)。

一、基于上述分析，使用STM32CubeMx來(lái)完成基本的初始化配置。

從上面兩幅圖我們可以看出，TIM1的通道1/2/3都被配置為比較輸出切換模式。通道4被配置PWM2輸出模式?！玖硗?，注意下通道1/2/3三個(gè)比較輸出通道的初始比較值?！?/p>

前面說(shuō)了，我們要利用各通道的比較事件觸發(fā)DMA做CCR寄存器的數(shù)據(jù)更新，所以需做基于各個(gè)通道比較事件的DMA配置。見(jiàn)下圖，各通道CCR寄存器的數(shù)據(jù)更新都使用循環(huán)模式。

2、準(zhǔn)備或編寫用戶應(yīng)用代碼。

2.1 準(zhǔn)備3個(gè)數(shù)組，對(duì)應(yīng)存放用來(lái)動(dòng)態(tài)更新3個(gè)比較輸出通道CCR值的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的擬定請(qǐng)結(jié)合上面的介紹和待實(shí)現(xiàn)的波形特征。

uint16_t Data1_to_Comp[]={200,700}; //ch1

uint16_t Data2_to_Comp[]={600,300}; //ch2

uint16_t Data3_to_Comp[]={400,100}; //ch3

2.2 關(guān)閉通道1/2/3的比較寄存器的預(yù)裝功能，即修改CCR的值后立即生效，無(wú)須也不需等待更新事件。

__HAL_TIM_DISABLE_OCxPRELOAD(&htim1, TIM_CHANNEL_1);

__HAL_TIM_DISABLE_OCxPRELOAD(&htim1,TIM_CHANNEL_2);

__HAL_TIM_DISABLE_OCxPRELOAD(&htim1, TIM_CHANNEL_3);

2.3 開(kāi)啟TIM1通道1/2/3的比較輸出功能。

TIM_CCxChannelCmd(TIM1,TIM_CHANNEL_1, TIM_CCx_ENABLE);

TIM_CCxChannelCmd(TIM1,TIM_CHANNEL_2, TIM_CCx_ENABLE);

TIM_CCxChannelCmd(TIM1,TIM_CHANNEL_3, TIM_CCx_ENABLE);

2.4允許相應(yīng)通道比較事件的DMA請(qǐng)求并開(kāi)啟相應(yīng)通道的DMA傳輸功能。

hdma_tim1_ch1.State = HAL_DMA_STATE_READY;

HAL_DMA_Start_IT(&hdma_tim1_ch1,(uint32_t)Data1_to_Comp, (uint32_t)&TIM1->CCR1, 2);

__HAL_TIM_ENABLE_DMA(&htim1, TIM_DMA_CC1);

hdma_tim1_ch2.State= HAL_DMA_STATE_READY;

HAL_DMA_Start_IT(&hdma_tim1_ch2, (uint32_t)Data2_to_Comp, (uint32_t)&TIM1->CCR2,2);

__HAL_TIM_ENABLE_DMA(&htim1, TIM_DMA_CC2);

hdma_tim1_ch3.State= HAL_DMA_STATE_READY;

HAL_DMA_Start_IT(&hdma_tim1_ch3, (uint32_t)Data3_to_Comp,(uint32_t)&TIM1->CCR3, 2)

__HAL_TIM_ENABLE_DMA(&htim1, TIM_DMA_CC3);

2.5 使能TIM1通道4的PWM輸出功能并使能TIM1, 啟動(dòng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。

HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_4);

三、結(jié)果驗(yàn)證。

經(jīng)過(guò)上面的準(zhǔn)備之后，編譯運(yùn)行工程代碼即可看到開(kāi)篇所期望的結(jié)果。【下面圖形是我使用MDK環(huán)境下的邏輯分析儀所得截圖，供參考】

好，到此上面案例就基本介紹完畢，全部配置及用戶代碼均貼出來(lái)了，供有需要的STM32用戶參考。

說(shuō)實(shí)話，要徹底搞明白上述過(guò)程并實(shí)現(xiàn)它，需要對(duì)STM32定時(shí)器輸出比較切換模式原理、定時(shí)器的部分寄存器的預(yù)裝特性、比較事件、DMA傳輸有較為細(xì)致和深入的理解。不像使用PWM輸出模式給個(gè)CCR的值即可輸出PWM波形那么簡(jiǎn)單。

最后補(bǔ)充兩點(diǎn)，上面波形的實(shí)現(xiàn)是基于STM32的TIMER1一個(gè)定時(shí)器來(lái)完成的。如果換成別的定時(shí)器一個(gè)定時(shí)器可能實(shí)現(xiàn)不了，可能要用到2個(gè)定時(shí)器。這時(shí)往往涉及到定時(shí)器的主從同步問(wèn)題。其中的關(guān)鍵點(diǎn)就是要知道如何讓兩個(gè)定時(shí)器上下級(jí)聯(lián)并做同步啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)上述輸出也是沒(méi)問(wèn)題的。

還有一點(diǎn)，對(duì)于上述波形的實(shí)現(xiàn)，如果我們使用STM32的高精度定時(shí)器實(shí)現(xiàn)起來(lái)就會(huì)更方便，STM32F334,STM32H7,STM32G4等系列都有高精度定時(shí)器。