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STM32F103單片機2通道輸出相位任意配置的PWM輸出程序

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樓主
ID:928738 發表于 2023-3-31 14:40 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
藍橋杯競賽的時候練習的程序，嵌入式競賽的項目中定時器的一個難點，其實也挺簡單的，主要是理解了就簡單。里面的是一個keil4工程的代碼，使用tim3實現同一個定時器輸出任意占空比、任意相位差的pwm信號，里面有注釋和原理分析，使用示波器驗證過。有問題可以留言提問

單片機源程序如下:
  1. #include "stm32f10x.h"
  2. #include "lcd.h"
  3. /*
  4. 兩路任意相位差、任意占空比的PWM信號實現
  5. */


  8. #define FRE 5000    //頻率
  9. #define DUTY 40                        //占空比
  10. #define PHASE 180                //相位差
  11. u32 TimingDelay = 0;

  13. /*
  14. ccr1 高電平時間  ccr2 低電平時間
  15. cnt 頻率對應的計數個數值
  16. deg 兩個信號在CCR翻轉的差值  這個差值體現相位差
  17. */

  19. u16 ccr1,ccr2;
  20. u16 cnt;
  21. u16 deg;

  23. void Delay_Ms(u32 nTime);
  24. void nvic_config(void);
  25. void tim3_init(void);
  26. void cal_prama(void);


  29. //Main Body
  30. int main(void)
  31. {
  32.                 SysTick_Config(SystemCoreClock/1000);//1ms
  33.                 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
  34.                 cal_prama();
  35.                 nvic_config();
  36.                 tim3_init();
  37.                
  38.                 while(1);
  39. }
  40. //
  41. void Delay_Ms(u32 nTime)
  42. {
  43.                 TimingDelay = nTime;
  44.                 while(TimingDelay != 0);        
  45. }
  46. void tim3_init(void)
  47. {
  48.     TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseInitStructure;
  49.                 TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
  50.                 GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
  51.         
  52.           TIM_DeInit(TIM3);
  53.                 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
  54.           RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
  55.         
  56.           GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
  57.           GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  58.           GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  59.           GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
  60.         
  61.          TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72-1;//1us
  62.    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
  63.    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period         = 65535;//1us*65535 = 65.535ms
  64.    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = 0;
  65.    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
  66.    TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseInitStructure);

  68.                  /*
  69.                 兩個通道的CCR值初始為0，在第一次進入翻轉的時候，改變兩個通道的相位差。
  70.                 兩個通道極性設置為一樣。具體是什么電平有效取決于要求。改這里即可。
  71.                 TIM_OC1PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Disable); 這個必須設置為DISABLE
  72.                 */
  73.                 TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Toggle;//TIM3 CH1
  74.                 TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState        = TIM_OutputState_Enable;
  75.                 TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;   
  76.                 TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity        = TIM_OCPolarity_High;
  77.                 TIM_OC1Init(TIM3,&TIM_OCInitStructure);
  78.                 TIM_OC1PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Disable);
  79.                
  80.                 TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Toggle;//TIM3 CH2
  81.                 TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState        = TIM_OutputState_Enable;
  82.                 TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;        
  83.                 TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity        = TIM_OCPolarity_High;
  84.                 TIM_OC2Init(TIM3,&TIM_OCInitStructure);
  85.                 TIM_OC2PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Disable);
  86.                
  87.                 TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_CC1|TIM_IT_CC2, ENABLE);
  88.                 TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);

  90. }
  91. void nvic_config(void)
  92. {
  93.                 NVIC_InitTypeDef NVIC_InitType;
  94.                 NVIC_InitType.NVIC_IRQChannel=TIM3_IRQn;
  95.                 NVIC_InitType.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
  96.                 NVIC_InitType.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0x01;
  97.                 NVIC_InitType.NVIC_IRQChannelSubPriority=0x02;
  98.                 NVIC_Init(&NVIC_InitType);
  99. }
  100. void cal_prama(void)
  101. {
  102.                 cnt = 1000000/FRE;  //信號頻率對應的計數個數
  103.                 ccr1 = (int)(cnt*DUTY/100.0); //高電平計數個數
  104.                 ccr2 = cnt-ccr1;     //低電平計數個數
  105.                 deg = cnt*(PHASE/360.0);   //設置到ccr上的差值，這個差值體現相位差
  106. }
  107. u16 out;
  108. void TIM3_IRQHandler(void)
  109. {
  110.                 static u8 num1=0,num2=2;
  111.                 if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_CC1) != RESET)
  112.                 {
  113.                                 TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC1 );
  114.                                 out=TIM_GetCapture1(TIM3);
  115.                                 if(num1==0)
  116.                                 {
  117.                                                 num1=1;
  118.                                           TIM_SetCompare1(TIM3,out+ccr1);
  119.                                 }
  120.                                 else
  121.                                 {
  122.                                     num1=0;
  123.                                           TIM_SetCompare1(TIM3,out+ccr2);
  124.                                 }
  125.                 }
  126.                 if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_CC2) != RESET)
  127.                 {
  128.                                 TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_CC2 );
  129.                                 out=TIM_GetCapture2(TIM3);
  130.                                 /*
  131.                                 只有在第一次的時候才需要加deg相位差值。
  132.                                 這個加了后兩者的相位就已經改變了。
  133.                                 后面的部分不需要加deg，加了的話，頻率就改變了
  134.                                 if(num2==0)
  135.                                 {
  136.                                         num2=1;
  137.                                         TIM_SetCompare2(TIM3,out+ccr1+deg);
  138.                                 }
  139.                                 else
  140.                                 {
  141.                                         num2=0;
  142.                                         TIM_SetCompare2(TIM3,out+ccr2+deg);
  143.                                 }
  144.                                 這時候頻率就變為f=fcnt/(ccr1+ccr2+deg*2);
  145.                                 而我們信號的頻率應該是f=fcnt/(ccr1+ccr2);
  146.                                 因此注意點：
  147.                                                  只有第一次設置CCR時需要加上deg值。這時相位就改變了
  148.                                                  后面設置的時候，跟通道1一樣。 這樣兩個通道的頻率和占空比就是一樣的。
  149.                                                  這樣設置后就可以產生：相位差不一樣，占空比和頻率一樣的兩路PWM信號了。
  150.                                                 
  151.                                                  這個ccr1和ccr2是代表高低電平持續時間的個數，也就是決定了頻率和占空比，
  152.                                                  因此兩路信號的設置的ccr1和ccr2應該一樣。所以第一次設置要加上deg，后面設置
  153.                                                  跟另一通道一樣，就不要加deg了，加了后頻率就改變了。
  154.                                                 
  155.                                                 
  156.                                                  具體實現為下面代碼:
  157.                                 */
  158.                                 if(num2==2)
  159.                                 {
  160.                                                 num2=1;
  161.                                                 TIM_SetCompare2(TIM3,out+ccr1+deg);
  162.                                 }
  163.                                  else if(num2==0)
  164.                                 {
  165.                                                 num2=1;
  166.                                                 TIM_SetCompare2(TIM3,out+ccr1);
  167.                                 }
  168.                                 else
  169.                                 {
  170.                                                 num2=0;
  171.                                                 TIM_SetCompare2(TIM3,out+ccr2);
  172.                                 }
  173.                         
  174.                         
  175.                 }


  178. }
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