STM32高級定時器TIM1產生兩路互補的PWM波（帶死區）

測試環境：Keil 5.20.0.0 STM32F103RBT6 固件庫版本:STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0（2011）

本文使用TIM1的通道1，通道2，產生兩路1khz，死區時間1us的互補PWM波。

所使用的IO口：由下圖知，我們使用引腳為PA9，PA10，互補輸出使用PB14，PB15

部分代碼如下：

 1 /* 配置TIM1復用輸出PWM時用到的I/O  */
 2 static void TIM1_GPIO_Config(void) 
 3 {
 4   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
 5 
 6   /* TIM1 clock enable */
 7   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);
 8 
 9   /* GPIOA and GPIOB clock enable */
10   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
11     
12   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;
13   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
14   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
15 
16   GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
17 
18   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15;
19   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
20   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
21 
22   GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
23 
24 }

 初始化定時器功能配置

 1 u16 CCR2_Val = 500;
 2 u16 CCR3_Val = 500;//占空比，周期為1000
 3 
 4 /*配置TIM1輸出的PWM信號的模式，如周期、極性、占空比 */
 5 void TIM1_Mode_Config(void)
 6 {
 7     TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
 8     TIM_BDTRInitTypeDef      TIM1_BDTRInitStruct;
 9     TIM_OCInitTypeDef        TIM_OCInitStructure;
10 
11     /* Time base configuration */
12     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 1000-1; //計數周期，向上記到此數，計數值清零
13     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 72-1;//定時器分頻繫數，Ftimer = 72M/(TIM_Prescaler+1) = 1ms
14     TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;//與死區時間分頻有關
15     TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//向上計數模式
16     TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure);
17     
18     /****** 配置BDTR寄存器，配置死區時間****************/
19     /*
20        定時器時鐘 72M   TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1時,  Tdts = 13.89ns
21        0 - 1.764us  用演算法一
22        1.778us - 3.505us  用演算法二
23        3.556us - 7.000us  用演算法三 
24        7.1117us - 14us    用演算法四
25        需要更長時間,使用TIM_ClockDivision分頻
26     */
27     TIM1_BDTRInitStruct.TIM_OSSRState = TIM_OSSRState_Disable;
28     TIM1_BDTRInitStruct.TIM_OSSIState = TIM_OSSIState_Disable;
29     TIM1_BDTRInitStruct.TIM_LOCKLevel = TIM_LOCKLevel_OFF;
30     TIM1_BDTRInitStruct.TIM_DeadTime = 205; //死區時間  72:1us 172:3us 205:5us
31     TIM_BDTRConfig(TIM1,&TIM1_BDTRInitStruct);
32  
33 //    TIM1->BDTR |= 72;   //設置死區  註:上面那種方法也可以，這種快且簡單
34     
35      /* PWM1 Mode configuration: Channel2 */
36      TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;//PWM2模式
37      TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比較輸出使能
38      TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable;//比較互補輸出使能
39      TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR2_Val;   //比較值，即占空比
40      TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;  //輸出極性
41      TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High;//互補輸出極性
42      TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Reset;//指定空閑狀態下的TIM輸出比較的引腳狀態。
43      TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState = TIM_OCIdleState_Reset;//指定空閑狀態下的TIM互補輸出比較的引腳狀態。
44      TIM_OC2Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);   //初始化通道二比較輸出
45      TIM_OC2PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);      //配置通道二，自動重裝載使能
46 
47 
48     /* PWM1 Mode configuration: Channel3 */
49     TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;
50     TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
51     TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable;
52     TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR3_Val;
53     TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
54     TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High;
55     TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Reset;
56     TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState = TIM_OCIdleState_Reset;      
57     TIM_OC3Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);
58     TIM_OC3PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);    
59 
60     TIM_ARRPreloadConfig(TIM1, ENABLE);//重載裝載值 ENABLE 立即生效，DISABLE 下一個比較周期生效
61 
62     /* TIM1 enable counter */
63     TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);//使能定時器1
64     
65     TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE);//使能PWM外圍輸出    
66 }

 1 int main(void)
 2 {
 3     TIM1_GPIO_Config();
 4     TIM1_Mode_Config();    
 5     while(1)
 6     {
 7          TIM1->CCR2 = CCR2_Val;
 8          TIM1->CCR3 = CCR3_Val;
 9          CCR2_Val+=5;
10          CCR3_Val+=10;
11          if(CCR2_Val>900)  CCR2_Val = 100;
12          if(CCR3_Val>900)  CCR3_Val = 100;   
13          Delay_mS(200);
14     }
15 }

關於死區時間計算：

 先貼幾張關於TIM時鐘的圖:

第一張圖：關於死區時間分頻因數。（代碼見，初始化定時器功能配置代碼部分第14行所示）

第二張圖：死區時間計算

       定時器1時鐘掛在APB2匯流排上，時鐘為72M   當TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1時,  Tdts = 1/72M = 13.89ns
       0 - 1.764us  用演算法一
       1.778us - 3.505us  用演算法二
       3.556us - 7.000us  用演算法三 
       7.1117us - 14us    用演算法四
       需要更長時間,使用TIM_ClockDivision分頻後（可2分，4分頻），設置死區時間。

測試數據:

實驗現象：產生了兩路死區時間為1us的互補PWM信號，其頻率都是1kHz,占空比在10% - 90%不斷變化，通道三比通道二變化要快。

死區時間(以通道二為例)：（黃：PA10  綠：PB15）

通道二抓拍波形  （黃：PA10  綠：PB15）

通道三抓拍波形  （黃：PA9 綠：PB14）

通道二和通道三  （黃：PA9  綠：PA10）