如何進(jìn)行多個(gè)定時(shí)器主從級(jí)聯(lián)同步輸出詳細(xì)配置示例說明

有些應(yīng)用場(chǎng)合，我們需要使用多個(gè)定時(shí)器主從級(jí)聯(lián)，然后讓各個(gè)定時(shí)器同時(shí)啟動(dòng)并做同頻同相的PWM波形輸出。要完成這個(gè)功能，有時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)起來似乎并沒有那么順暢，這里基于STM32F1系列芯片做個(gè)配置示例。之所以選擇STM32F1芯片主要是考慮到有部分人使用STM32F1芯片并基于標(biāo)準(zhǔn)庫做開發(fā)，那么，我這里就Cube庫和標(biāo)準(zhǔn)庫給出兩套相關(guān)主從配置的示例代碼，供有需要的人參考。

在調(diào)試驗(yàn)證過程中我選擇STM32F103 Nucleo板，主芯片為STM32F103RB.將片內(nèi)定時(shí)器TIM1/TIM2/TIM3/TIM4四個(gè)定時(shí)器主從首尾相連，同時(shí)啟動(dòng)并要求四個(gè)定時(shí)器輸出同頻同相信號(hào)。

先查看STM32F1參考手冊(cè)相關(guān)章節(jié)【這個(gè)環(huán)節(jié)是必不可少的】，各類定時(shí)器從模式控制寄存器描述部分往往有定時(shí)器內(nèi)部觸發(fā)連接表格。我們要看的是下面這個(gè)表格：

結(jié)合上面定時(shí)器內(nèi)部觸發(fā)連接表格，讓四個(gè)定時(shí)器建立如下主從級(jí)聯(lián)關(guān)系。

基本原理是這樣的【實(shí)際上是結(jié)合上圖看圖說話】：

TIM1工作在主模式，TIM4工作在從模式，TIM2和TIM3處于雙角色，既做主又做從。其中TIM2/TIM3/TIM4的從模式都配置在觸發(fā)從模式，即Trigger Slave Mode.

TIM1的定時(shí)器使能操作作為觸發(fā)輸出[TRGO]觸發(fā)TIM2并使能TIM2的計(jì)數(shù)器，同時(shí)TIM2的定時(shí)器使能操作又作為觸發(fā)輸出信號(hào)連接到TIM3，并觸發(fā)TIM3的定時(shí)器啟動(dòng)。同樣，TIM3的定時(shí)器使能信號(hào)又作為TIM4的觸發(fā)信號(hào)，連接到TIM4的內(nèi)部觸發(fā)輸入端，觸發(fā)啟動(dòng)TIM4. 在所有定時(shí)器使用相同時(shí)鐘源、相同時(shí)基參數(shù)配置的前提下，同時(shí)輸出多路完美同頻同相的PWM波形，像下面的樣子。【我為了截圖方便，圖形來自于IDE的邏輯分析儀模擬效果】

這里的配置要點(diǎn)，就是軟件只需使能TIM1的計(jì)數(shù)器，其它定時(shí)器的計(jì)數(shù)器靠觸發(fā)信號(hào)啟動(dòng)并保持同步計(jì)數(shù)。這里只用到定時(shí)器的使能信號(hào)作為觸發(fā)輸出[TRGO]并連到下一級(jí)從模式定時(shí)器。當(dāng)然可以作為觸發(fā)輸出的信號(hào)很多，讀者可以進(jìn)一步查看相關(guān)資料。

一、基于stm32F1標(biāo)準(zhǔn)庫的跟定時(shí)器主從配置相關(guān)代碼如下【關(guān)于時(shí)基配置和PWM輸出配置這里就沒放進(jìn)來了。重點(diǎn)關(guān)注這幾個(gè)定時(shí)器的主從配置】:

我們?cè)谔砑佑脩魬?yīng)用代碼時(shí)，要注意的一點(diǎn)就是TIM2/TIM3/TIM4的計(jì)數(shù)器不必、也不可手動(dòng)啟動(dòng)，我們只需手動(dòng)使能TIM1計(jì)數(shù)器的工作就好，并開啟各ARR/CCR寄存器的預(yù)取功能。

二、上面是基于STM32F1標(biāo)準(zhǔn)庫有關(guān)定時(shí)器主從配置的參考配置代碼，如果是基于CubeMx配置工具來配置的話，參照下面配置操作后即可生成相關(guān)配置代碼?！局鲝呐渲藐P(guān)注紅色方框內(nèi)的配置】

TIM1的相關(guān)主從配置：

TIM2的相關(guān)主從配置：

TIM3的相關(guān)主從配置：

TIM4的相關(guān)主從配置：

同樣，在用戶代碼里只需開啟TIM2/TIM3/TIM4的相關(guān)PWM輸出功能，不要軟件使能它們?nèi)齻€(gè)定時(shí)器的計(jì)數(shù)器。配置好TIM1的PWM輸出功能后，只需軟件使能TIM1的計(jì)數(shù)器，令其產(chǎn)生觸發(fā)輸出，讓4個(gè)定時(shí)器同步計(jì)數(shù)并做PWM輸出。

關(guān)于上面4個(gè)定時(shí)器實(shí)現(xiàn)同頻同相輸出的主從配置主要就這些內(nèi)容,用戶程序里只需使能第一個(gè)主定時(shí)器的計(jì)數(shù)器工作，其它定時(shí)器的工作全靠觸發(fā)從模式觸發(fā)啟動(dòng)。另外，在啟動(dòng)第一個(gè)主定時(shí)器的時(shí)候，其它從定時(shí)器一定都已經(jīng)配置好了，也就是說要注意用戶代碼中的那幾行代碼的先后順序?？傊ＷC一點(diǎn)，在啟動(dòng)定時(shí)器時(shí)所有定時(shí)器的初始化工作都要已經(jīng)完成，不能啟動(dòng)后才去做初始化，不然會(huì)導(dǎo)致計(jì)數(shù)和輸出不同步。

其實(shí)，即使使用CubeMx進(jìn)行配置，也會(huì)面臨各種從模式的選擇問題，關(guān)于各種定時(shí)器從模式的特征和用法，以及定時(shí)器觸發(fā)信號(hào)內(nèi)容請(qǐng)自行查看手冊(cè)或相關(guān)資料進(jìn)一步閱讀了解，帶著問題去查看資料會(huì)更有效率些。