MindSDK應(yīng)用基礎(chǔ)——TIM模塊樣例

引言

MindSDK為MM32使用星辰處理器內(nèi)核的系列微控制器，實現(xiàn)了一組TIM樣例工程，MindSDK中的TIM模塊對應(yīng)硬件定時器TIM外設(shè)。本文通過講解TIM模塊的樣例工程，介紹TIM模塊的功能和用法。關(guān)于TIM模塊對應(yīng)的驅(qū)動程序，以及TIM外設(shè)模塊硬件的實現(xiàn)細節(jié)，可具體查閱MindSDK工程的源文件，以及MM32微控制器（例如MM32F5270）的用戶手冊。

樣例工程

MindSDK中為TIM驅(qū)動設(shè)計的樣例工程包括：

tim_basic

tim_one_time_run

tim_output_compare_pwm

tim_input_capture

tim_external_trigger_input

tim_slave_mode

tim_slave_mode_encoder

tim_comp_output_compare_pwm

其中，tim_basic、tim_one_time_run、tim_output_compare_pwm、tim_input_capture和tim_external_trigger_input分別演示了定時器最典型的功能，包括定時、輸出比較、輸入捕捉，以及對外部脈沖進行計數(shù)等。另外，還有一些不大典型，用在特殊應(yīng)用場景的功能，例如，使用“從機”模式干預(yù)常規(guī)的定時器計數(shù)，通過硬件實現(xiàn)互補的PWM輸出（常用于電機控制應(yīng)用中控制驅(qū)動橋）。

tim_basic

tim_basic描述了使用TIM模塊最基本的方式，周期定時器。在樣例工程中，通過TIM_Init()函數(shù)，配置一個選定的TIM外設(shè)模塊的計數(shù)引擎，為連續(xù)計數(shù)模式TIM_PeriodMode_Continuous，并指定計數(shù)周期為APP_TIM_UPDATE_PERIOD。然后，啟用選定TIM外設(shè)模塊對應(yīng)的NVIC中斷。最后，通過調(diào)用TIM_Start()驅(qū)動函數(shù)，啟動定時器開始計數(shù)。

每當(dāng)定時器計數(shù)到達預(yù)設(shè)的計數(shù)周期值后，計數(shù)值折返為0，重新開始計數(shù)。同時，TIM會觸發(fā)NVIC中斷，tim_basic樣例工程中為TIM中斷實現(xiàn)的服務(wù)程序中，實現(xiàn)了通過串口發(fā)送字符*的操作。

最終程序運行時，可以在PC機上的串口通信終端看到以指定周期輸出的字符*，驗證定時器中斷被周期觸發(fā)。

tim_one_time_run

tim_one_time_run相對于tim_basic樣例工程實現(xiàn)周期觸發(fā)定時器中斷服務(wù)，實現(xiàn)了每次啟動定時器后，僅觸發(fā)一次中斷的用法。

其實現(xiàn)原理，是在tim_basic配置定時器周期運行的基礎(chǔ)之上，修改初始化配置.PeriodMode的值為TIM_PeriodMode_OneTimeRun。之后，每次通過TIM_Start()函數(shù)啟動定時器后，定時器僅計數(shù)一個周期后，觸發(fā)中斷，然后停止計數(shù)。

實際運行程序時，用戶在串口調(diào)試終端中每次輸入任意字符，程序均會調(diào)用一次TIM_Start()函數(shù)，延時指定計數(shù)周期后，在定時器中斷服務(wù)程序中打印字符*到串口終端界面。

tim_output_compare_pwm

tim_output_compare_pwm實現(xiàn)的是一個通過輸出比較功能產(chǎn)生PWM輸出信號的樣例工程。

其實現(xiàn)原理，是在tim_basic基礎(chǔ)之上，額外通過驅(qū)動函數(shù)TIM_EnableOutputCompare()，啟動并配置給定通道BOARD_TIM_CHANNEL為輸出比較功能。其中，指定通道的配置屬性.PinPolarity的值為TIM_PinPolarity_Rising，.RefOutMode值為TIM_OutputCompareRefOut_FallingEdgeOnMatch，設(shè)定同通道綁定的硬件引腳信號在計數(shù)初始的階段為高電平，當(dāng)計數(shù)值達到通道數(shù)據(jù)寄存器中設(shè)定的匹配值時，輸出下降沿信號，輸出低電平。

實際運行程序時，用戶通過TIM_Init()函數(shù)配置定時器的基本定時單元，對應(yīng)的計數(shù)周期即為輸出PWM信號波形的周期，啟用輸出比較的指定通道綁定的引腳即為輸出PWM信號的引腳，通過TIM_PutChannelValue()函數(shù)設(shè)定輸出波形在整個周期下降沿的位置，進而調(diào)整PWM輸出信號波形的占空比。通道引腳在每次定時器周期的開始輸出為高電平，在周期內(nèi)設(shè)定的匹配值的位置產(chǎn)生下降沿，轉(zhuǎn)而輸出低電平，再計數(shù)周期結(jié)束折返為0時，恢復(fù)為高電平。如此周而復(fù)始，實現(xiàn)輸出PWM信號波形。

tim_input_capture

tim_intput_capture實現(xiàn)的是一個使用定時器為外部輸入的觸發(fā)信號記錄時刻的樣例工程。

其實現(xiàn)原理，是在tim_basic基礎(chǔ)之上，額外通過驅(qū)動函數(shù)TIM_EnableInputCapture()，啟動并配置給定通道BOARD_TIM_CHANNEL為輸入捕獲功能。其中，指定給定通道的捕獲輸入信號極性.PinPolarity的值為TIM_PinPolarity_Falling，表示在該給定通道綁定的引腳上出現(xiàn)下降沿信號時，觸發(fā)捕獲事件。此時，捕獲計數(shù)器當(dāng)前的計數(shù)值到給定通道的通道數(shù)據(jù)寄存器中，這個值就可以作為該捕獲事件的時刻記錄。

實際運行程序時，用戶通過TIM_Init()函數(shù)配置定時器的基本定時單元，此時定時器的計數(shù)周期，就是可能捕獲時刻值的有效范圍。然后在電路上使用一個按鍵接入到指定通道綁定的引腳上，模擬產(chǎn)生下降沿觸發(fā)信號。當(dāng)按下按鍵時，觸發(fā)信號到來，觸發(fā)程序中的通道事件中斷服務(wù)程序，在其中可以通過TIM_GetChannelValue()函數(shù)讀取本次輸入捕獲事件發(fā)生時的計數(shù)時刻。

tim_external_trigger_input

相對于tim_basic中，使用芯片內(nèi)部的時鐘源脈沖進行計數(shù)，tim_external_trigger_input樣例工程可以對用戶指定引腳上的脈沖進行計數(shù)，計數(shù)的脈沖來自于芯片外部的信號源。

其實現(xiàn)原理，是在tim_basic基礎(chǔ)上，額外通過驅(qū)動函數(shù)TIM_EnableExtTriggerIn()，配置啟用外部對外部輸入的脈沖信號進行計數(shù)的功能，固定從TIM外設(shè)模塊的ETR引腳捕獲來自外部的脈沖信號。每次捕獲到一個脈沖信號，等同于使用芯片內(nèi)部時鐘源的脈沖，計數(shù)器自增計數(shù)。此時，還可以基于這個新的時鐘源，使用周期計數(shù)中斷等功能。

實際運行程序時，用戶可以將一個按鍵接入到指定TIM外設(shè)模塊的ETR引腳上，用手動按按鍵產(chǎn)生脈沖信號。在程序中指定定時器的計數(shù)周期APP_TIM_UPDATE_PERIOD值為2，意味著每輸入兩次脈沖，就會觸發(fā)一次定時器周期中斷。

tim_slave_mode

tim_slave_mode實現(xiàn)的是一個使用從機TIM從機模式的樣例工程。實際上，這里的“從機”同從屬關(guān)系的的“從”是沒關(guān)系的，而是可以理解為更豐富的可由用戶控制的工作模式。

tim_slave_mode工程，在tim_basic基礎(chǔ)上，額外通過驅(qū)動函數(shù)TIM_EnableSlaveMode()，配置了其中一種“從機”模式：使用ETR作為控制信號（下降沿）的引腳TIM_SlaveIn_Alt7，當(dāng)控制信號到來時，選擇暫停計數(shù)TIM_SlaveResp_Alt5。

實際運行程序時，用戶可以將一個按鍵接入到指定TIM外設(shè)模塊的ETR引腳上，用手動按按鍵產(chǎn)生電平控制信號。當(dāng)按下按鍵時，控制定時器暫停計數(shù)，松開按鍵時，定時器恢復(fù)計數(shù)。正常計數(shù)到一整個周期時，會產(chǎn)生中斷。如此，當(dāng)按下按鍵時，會影響定時器中斷的周期。

tim_slave_mode_encoder

tim_slave_mode_encoder工程基于tim_input_capture工程，通過額外調(diào)用TIM_EnableSlaveMode()并傳入一組特定的配置，啟用了一種特殊的“從機”模式，從而實現(xiàn)了編碼器的功能。

tim_comp_output_compare_pwm

tim_comp_output_compare_pwm基于tim_output_compare_pwm工程，通過額外的驅(qū)動函數(shù)TIM_EnableCompOutput()，實現(xiàn)了PWM信號的互補輸出，這意味著當(dāng)使用正常的輸出比較通道輸出PWM信號時，還開啟了硬件設(shè)計的，使用對應(yīng)的另一個通道，輸出電平極性剛好相反的PWM信號。

來源：靈動MM32MCU

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審核編輯 黃宇