STM32F407 2个高级定时器生成2路无刷电机波形以及相电流采集程序（寄存器版）

news2024/11/14 19:51:27

stm32f407 高级定时1、定时8 生成20k 中心PWM 波形 并分别用其通道4 触发ADC1 ADC2 采样 用于分别两无刷电机foc 电流环控制，ADC1产生50us的电流采集完成中断，用于foc算法周期运算

主要参考高级定时器的寄存器和ADC寄存器

首先，要使用STM32F407的高级定时器1和定时器8生成20kHz的中心PWM波形，你需要进行以下步骤：

  1. 配置时钟：使能GPIO和相应的定时器时钟。

  2. 配置GPIO：选择用于输出PWM的引脚，并将这些引脚配置为复用功能。

  3. 配置定时器：对定时器1和定时器8进行相应的配置，使其能够生成PWM信号。

    • 配置定时器的基本参数：将定时器的模式设置为PWM模式。
    • 配置定时器的时钟分频器。
    • 配置定时器的周期值，并设置PWM信号的占空比。

  4. 配置ADC：使能ADC1和ADC2的时钟，并对它们进行相应的配置。

    • 配置ADC的时钟分频器。
    • 配置ADC的模式：选择连续模式，使得它们能够不间断地进行采样。
    • 配置ADC的触发源：选择定时器的通道4作为触发源。

  5. 配置ADC中断：使能ADC1的转换完成中断，并编写中断处理函数。在中断处理函数中进行foc算法的周期运算。

  6. 启动定时器和ADC

#include <string.h>
#include <MCU_HAL.h>      //for downlayer interface include the CHAL port
#include "CHAL_Config.h"  //

#define TIM_1_8_CLOCK_HZ 168000000
// #define TIM_1_8_PERIOD_CLOCKS 3500 //24k
#define TIM_1_8_PERIOD_CLOCKS 4199  // 20k
#define TIM_1_8_DEADTIME_CLOCKS 20
#define TIM_APB1_CLOCK_HZ 84000000
#define TIM_APB1_PERIOD_CLOCKS 4096
#define TIM_APB1_DEADTIME_CLOCKS 40
#define TIM_1_8_RCR 2

static void MX_ADC1_Init(void);
static void MX_ADC2_Init(void);

void CHAL_Pwm1Init(char *HIVersion, uint32_t runFreq, uint32_t deadTime, uint32_t sampHalfTime)
{
    uint32_t pwmTiks = CPUFREQ / 2 / runFreq;
    uint8_t deadTiks = deadTime / CPURATE;
    // 使能TIM1时钟
    RCC->APB2ENR |= 1 << 0;

    // 配置TIM1基本设置
    TIM1->CR1 = 0;
    TIM1->CR1 |= (1 << 5);  // 中心对齐模式 1 递减时产生
    TIM1->CR1 |= (1 << 0);  // 使能计数器
    // TIM1->CR1 |= TIM_CR1_ARPE; // 自动重载预装载使能
    // TIM1->CR1 |= TIM_CR1_CKD_0; // 时钟分频因子 = /1

    // 设置预分频器和周期
    TIM1->PSC = 0;        // 预分频器 = 0
    TIM1->ARR = pwmTiks;  // 周期

    // 重复计数器设置（如适用）
    TIM1->RCR = TIM_1_8_RCR;

    // 配置时钟源
    TIM1->CR2 = 0;
    // TIM1->CR2 |= TIM_CR2_MMS_1; // 主模式选择：更新事件产生TRGO
    TIM1->CCMR1 = 0;
    TIM1->CCMR1 |= 7 << 4;   // PWM模式
    TIM1->CCMR1 |= 1 << 3;   // 输出比较预装载使能
    TIM1->CCMR1 |= 7 << 12;  // PWM模式
    TIM1->CCMR1 |= 1 << 11;  // 输出比较预装载使能8 重复计数器8 重复计数器寄存器 (TIMx_RCR)寄存器 (TIMx_RCR)
    TIM1->CCMR2 = 0;
    TIM1->CCMR1 = 0;
    TIM1->CCMR2 |= 7 << 4;   // PWM模式
    TIM1->CCMR2 |= 1 << 3;   // 输出比较预装载使能
    TIM1->CCMR2 |= 7 << 12;  // PWM模式
    TIM1->CCMR2 |= 1 << 11;  // 输出比较预装载使能
    // 设置初始脉冲值（通道1、2、3）
    TIM1->CCR1 = 0;
    TIM1->CCR2 = 0;
    TIM1->CCR3 = 0;
    TIM1->CCR4 = 1;

    // 设置极性（通道1、2、3）
    TIM1->CCER = 0;
    /* 0       1     2      3 */
    /* CCE=1 CCP=0 CCNE=1 CCPN=0   */
    /* 0x5 */
    TIM1->CCER |= 5 << 0;   // 通道1
    TIM1->CCER |= 5 << 4;   // 通道2
    TIM1->CCER |= 5 << 8;   // 通道3
    TIM1->CCER |= 1 << 12;  // 通道4 极性高

    // 断开与死区时间配置
    TIM1->BDTR = deadTiks;  // 最大不超过255 tick
    TIM1->BDTR |= 1 << 15;  // 输出使能

    /* gpio 初始化 */
    RCC->AHB1ENR |= 1 << 0;  // 使能PORTA口时钟
    RCC->AHB1ENR |= 1 << 1;  // 使能PORTB口时钟

    GPIO_Set(GPIOA, PIN8 | PIN9 | PIN10, GPIO_MODE_AF, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_SPEED_50M,
             GPIO_PUPD_PD);     // PA9,PA10,复用功能,上拉输出
    GPIO_AF_Set(GPIOA, 8, 1);   // PA8,AF1
    GPIO_AF_Set(GPIOA, 9, 1);   // PA8,AF1
    GPIO_AF_Set(GPIOA, 10, 1);  // PA8,AF1
    GPIO_Set(GPIOB, PIN13 | PIN14 | PIN15, GPIO_MODE_AF, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_SPEED_50M,
             GPIO_PUPD_PD);     // PA9,PA10,复用功能,上拉输出
    GPIO_AF_Set(GPIOB, 13, 1);  // PA8,AF1
    GPIO_AF_Set(GPIOB, 14, 1);  // PA8,AF1
    GPIO_AF_Set(GPIOB, 15, 1);  // PA8,AF1
    MX_ADC1_Init();
}

void CHAL_M1_DisPwm123(void) { TIM1->CCER = 0x1000; }

void CHAL_M1_EnaPwm123(void) { TIM1->CCER = 0x1555; }

void CHAL_Pwm2Init(char *HIVersion, uint32_t runFreq, uint32_t deadTime, uint32_t sampHalfTime)
{
    uint32_t pwmTiks = CPUFREQ / 2 / runFreq;
    uint8_t deadTiks = deadTime / CPURATE;
    // 使能TIM2时钟
    RCC->APB2ENR |= 1 << 1;

    // 配置TIM2基本设置
    TIM8->CR1 = 0;
    TIM8->CR1 |= (1 << 5);  // 中心对齐模式 1 递减时产生
    TIM8->CR1 |= (1 << 0);  // 使能计数器
    // TIM8->CR1 |= TIM_CR1_ARPE; // 自动重载预装载使能
    // TIM8->CR1 |= TIM_CR1_CKD_0; // 时钟分频因子 = /1

    // 设置预分频器和周期
    TIM8->PSC = 0;        // 预分频器 = 0
    TIM8->ARR = pwmTiks;  // 周期

    // 重复计数器设置（如适用）
    TIM8->RCR = TIM_1_8_RCR;

    // 配置时钟源
    TIM8->CR2 = 0;
    // TIM8->CR2 |= TIM_CR2_MMS_1; // 主模式选择：更新事件产生TRGO

    // PWM模式配置（通道1、2、3）
    TIM8->CCMR1 = 0;
    TIM8->CCMR1 |= 7 << 4;   // PWM模式
    TIM8->CCMR1 |= 1 << 3;   // 输出比较预装载使能
    TIM8->CCMR1 |= 7 << 12;  // PWM模式
    TIM8->CCMR1 |= 1 << 11;  // 输出比较预装载使能
    TIM8->CCMR2 = 0;
    TIM8->CCMR2 |= 7 << 4;   // PWM模式
    TIM8->CCMR2 |= 1 << 3;   // 输出比较预装载使能
    TIM8->CCMR2 |= 7 << 12;  // PWM模式
    TIM8->CCMR2 |= 1 << 11;  // 输出比较预装载使能
    // 设置初始脉冲值（通道1、2、3）
    TIM8->CCR1 = 0;
    TIM8->CCR2 = 0;
    TIM8->CCR3 = 0;
    TIM8->CCR4 = 1;

    // 设置极性（通道1、2、3）
    TIM8->CCER = 0;
    /* 0       1     2      3 */
    /* CCE=1 CCP=0 CCNE=1 CCPN=0   */
    /* 0x5 */
    TIM8->CCER |= 5 << 0;   // 通道1
    TIM8->CCER |= 5 << 4;   // 通道2
    TIM8->CCER |= 5 << 8;   // 通道3
    TIM8->CCER |= 1 << 12;  // 通道4 极性高

    // 断开与死区时间配置
    TIM8->BDTR = deadTiks;  // 最大不超过255 tick
    TIM8->BDTR |= 1 << 15;  // 输出使能

    /* gpio 初始化 */
    RCC->AHB1ENR |= 1 << 0;  // 使能PORTA口时钟
    RCC->AHB1ENR |= 1 << 1;  // 使能PORTB口时钟
    RCC->AHB1ENR |= 1 << 2;  // 使能PORTc口时钟

    GPIO_Set(GPIOA, PIN7, GPIO_MODE_AF, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_SPEED_50M,
             GPIO_PUPD_PD);    // PA9,PA10,复用功能,上拉输出
    GPIO_AF_Set(GPIOA, 7, 3);  // PA8,AF3
    GPIO_Set(GPIOB, PIN0 | PIN1 | PIN15, GPIO_MODE_AF, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_SPEED_50M,
             GPIO_PUPD_PD);    // PA9,PA10,复用功能,上拉输出
    GPIO_AF_Set(GPIOB, 0, 3);  // PA8,AF1
    GPIO_AF_Set(GPIOB, 1, 3);  // PA8,AF1

    GPIO_Set(GPIOC, PIN6 | PIN7 | PIN8, GPIO_MODE_AF, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_SPEED_50M,
             GPIO_PUPD_PD);    // PA9,PA10,复用功能,上拉输出
    GPIO_AF_Set(GPIOC, 6, 3);  // PA8,AF1
    GPIO_AF_Set(GPIOC, 7, 3);  // PA8,AF1
    GPIO_AF_Set(GPIOC, 8, 3);  // PA8,AF1
    MX_ADC2_Init();
}

void CHAL_M2_DisPwm123(void) { TIM8->CCER = 0x1000; }

void CHAL_M2_EnaPwm123(void) { TIM8->CCER = 0x1555; }



/**
 * @brief ADC1 初始化函数
 * @param 无
 * @retval 无
 */
static void MX_ADC1_Init(void)
{
    // 使能ADC1时钟
    RCC->APB2ENR |= 1 << 8;
    // ADC1->CR1 = 0x180;

    ADC1->CR1 |= 1 << 8;  // 使能扫描模式
    ADC1->CR1 |= 1 << 7;  // 注入通道中断完成中断使能
    ADC1->CR2 = 0;
    ADC1->CR2 |= 1 << 10;    // ADC 使能
    ADC1->CR2 |= 2 << 20;    // 下降沿触发 注入通道检测
    ADC1->CR2 |= 0 << 16;  // 注入通道 TIM1 CC4 事件
    ADC1->CR2 |= 1 << 0;     // ADC 使能
    ADC1->HTR = 0x0FFF;
    // ADC1->CR2 = 0x0200401;
    ADC1->HTR = 0x0FFF;

    ADC1->JSQR = 0;
    ADC1->JSQR |= 1 << 20;     // 注入通道序列长度：2
    ADC1->JSQR |= (10 << 10);  // 注入通道3   对应 adc 通道
    ADC1->JSQR |= (11 << 15);  // 注入通道4
    ADC1->SMPR1 = 0;
    ADC1->SMPR1 |= 0 << 0;  // 注入通道8采样时间： 3个周期
    ADC1->SMPR1 |= 0 << 3;  // 注入通道12采样时间：3个周期

    RCC->AHB1ENR |= 1 << 2;  // 使能PORTC口时钟

    GPIO_Set(GPIOC, PIN0 | PIN1, GPIO_MODE_AIN, 0, 0, GPIO_PUPD_PU);  //

    // // 启动ADC1
    MY_NVIC_Init(0, 0, ADC_IRQn, 0);  // 抢占1，子优先级3，组2
}

/**
 * @brief ADC2 初始化函数
 * @param 无
 * @retval 无
 */
static void MX_ADC2_Init(void)
{
    // 使能ADC2时钟
    RCC->APB2ENR |= 1 << 9;
    // ADC2->CR1 = 0x180;
    ADC2->CR1 = 0;
    ADC2->CR1 |= 1 << 8;  // 使能扫描模式
    ADC2->CR2 = 0;
    ADC2->CR2 |= 1 << 10;    // ADC 使能
    ADC2->CR2 |= 2 << 20;    // 下降沿触发 注入通道检测
    ADC2->CR2 |= 0xe << 16;  // 注入通道 TIM8 CC4 事件
    ADC2->CR2 |= 1 << 0;     // ADC 使能
    ADC2->HTR = 0x0FFF;

    //    // // 配置注入通道（通道8、12、6、13）
    ADC2->JSQR = 0;
    ADC2->JSQR |= 1 << 20;     // 注入通道序列长度：2
    ADC2->JSQR |= (12 << 10);  // 注入通道3
    ADC2->JSQR |= (13 << 15);  // 注入通道4

    ADC2->SMPR1 = 0;

    ADC2->SMPR1 |= 0 << 0;  // 注入通道8采样时间： 3个周期
    ADC2->SMPR1 |= 0 << 3;  // 注入通道12采样时间：3个周期

    RCC->AHB1ENR |= 1 << 2;  // 使能PORTC口时钟

    GPIO_Set(GPIOC, PIN2 | PIN3, GPIO_MODE_AIN, 0, 0, GPIO_PUPD_PU);  //
}

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