STM32 学习笔记_7 定时器中断：输出比较

输出比较

电机相关比较重要。

OC Output Compare（IC 是输入捕获，CC代指这两个单元），用于输出一定频率和占空比的PWM波形。

右下角四个就是CCR。只有通用计时器和高级计时器有，共用一个cnt计数器，高级计数器的前三个ccr寄存器还有死区比较和互补输出功能，可以驱动三相电机。

PWM（Pulse Width Modulation）脉冲宽度调制，在具有惯性的系统中，可以通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要的模拟参量，常应用于电机控速等领域。

按一定频率置0置1，可以改变电机综合速度。LED也是，我们人眼看着就觉得灯有亮度，实际上就是按一定频率闪烁就会呈现不同的亮度。

周期Ts，占空比Ton/Ts（置1的时间占总周期比例），频率=周期倒数，分辨率是占空比变化步距。

输入模式：

模式	描述
冻结	CNT=CCR时，REF保持为原状态
匹配时置有效电平	CNT=CCR时，REF置有效电平
匹配时置无效电平	CNT=CCR时，REF置无效电平
匹配时电平翻转	CNT=CCR时，REF电平翻转
强制为无效电平	CNT与CCR无效，REF强制为无效电平
强制为有效电平	CNT与CCR无效，REF强制为有效电平
PWM模式1	向上计数：CNT<CCR时，REF置有效电平，CNT≥CCR时，REF置无效电平向下计数：CNT>CCR时，REF置无效电平，CNT≤CCR时，REF置有效电平
PWM模式2	向上计数：CNT<CCR时，REF置无效电平，CNT≥CCR时，REF置有效电平向下计数：CNT>CCR时，REF置有效电平，CNT≤CCR时，REF置无效电平

强制模式比如断开输入的时候。

TIMx_CCER里也可以设置极性。

整体处理逻辑：

频率周期和普通定时器一样，占空比也很好理解。

分辨率就是arr的最小值的倒数。

至于高级计时器，暂时简单了解其区别即可：

两个互补输出可以接到推挽电路上，死区生成电路使得两管切换有一定延迟。

舵机：输入一个角度，舵机停止在固定角度。周期20ms，高电平宽度0.5-2.5ms。

舵机三个角，±极，信号线。（5V）信号线内部有驱动电路，所以可以直接接。

直流电机正向流正向转，反向电流反向转。无法直接驱动，需要依靠 TB6612 芯片驱动。

由两个推挽电路构成，一个H型电路，中间是电机。电流从左上到右下和右上到左下正好流经中间是相反的。

VM：驱动电路。

VCC：控制电路，比如我们32的3.3v。

PWMA PWMB是两个信号端，另外两个引脚可以接任意GPIO口。PWM 控制频率的改变，IN一直保持一个状态即可。

STNDBY 待机控制引脚，接地待机，接VCC工作。

代码：PWM LED呼吸灯

打开TIM GPIO，配置时基单元，配置输出比较单元（CCR值，模式，极性选择，使能输出），配置推挽输出GPIO，启动计数器。

函数：

初始化和赋初值。

强制输出，但是可以被占空比100% 0%替代，所以不常用。

先加载到影子寄存器中。并不会立刻更新ccr。

快速使能，清除ref。

设置输出通道极性，N是互补。这里的设置在初始化时就全做了，这些函数是可以单独修改的。

单独设置输出使能参数。

单独设置输出比较模式。

单独修改ccr寄存器，这个比较重要，比如呼吸灯，占空比是一直改变的。

这个是使能高级定时器会用。

这里选用哪个引脚是有依据的：

PA0是TIM2，CH1的引脚。也可以用AFIO复用其他引脚，避免冲突。

GPIO 要设置成复用功能 AF_PP 方可断开数据寄存器引脚，连接复用功能。

首先我们写一个简单的初始化函数，给定ccr寄存器值，让pwm输出是不会变化的固定值，这样显示的结果是led的亮度随着我们给的ccr值而变亮/暗。

void PWM_Init(void){
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    
    TIM_InternalClockConfig(TIM2);
    
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=100-1;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=720-1;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0;
    TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);
    
    //PA0对应定时器2，oc channel1.
    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
    TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);//防止漏赋初值出错，而且再更改想改的赋值简单一些
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity=TIM_OCNPolarity_Low;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;
    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=50;//ccr
    TIM_OC1Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure);
    
    TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
}

设置周期100，ccr的值/100就是占空比，当前设置为50%亮度。设置10就是10%亮度。

用 keil 自带示波器看一下a0输出波形：

可以通过 TIM_SetCompare1(TIM2,i); 改变ccr值。

while(1){
        for(i=0;i<100;i++){
            TIM_SetCompare1(TIM2,i);
            Delay_ms(10);
        }
        for(i=100;i>0;i--){
            TIM_SetCompare1(TIM2,i);
            Delay_ms(10);
        }
    }

引脚重映射

如图，TIM2_CH1可以重映射到PA15上。

首先需要开启 AFIO， RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

前面介绍过 AFIO 重映射函数：void GPIO_PinRemapConfig(uint32_t GPIO_Remap, FunctionalState NewState) ，第一个参数选取什么呢？

数据手册里说：

所以我们选择部分重映像1或完全重映像都行。

然后我们需要取消PA15原来的功能：

第一个：只取消NoJTRST调试的，也就是PB4.

第二个：取消PA15，PB3，PB4这三个JTAG调试端口。

第三个：解除JTAG和SWJ的端口，千万千万千万千万不能用，因为一旦烧录了，我们的板子就再也没法通过stlink下载了。需要用串口处理了。

代码上只是改了GPIO Pin，增加了AFIO重映射。

void PWM_Init(void){
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
    
    GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2,ENABLE);
    GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE);
    
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_15;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    
    TIM_InternalClockConfig(TIM2);
    
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=100-1;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=720-1;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter=0;
    TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);
    
    //PA0对应定时器2，oc channel1.
    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
    TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);//防止漏赋初值出错，而且再更改想改的赋值简单一些
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity=TIM_OCNPolarity_Low;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;
    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=50;//ccr
    TIM_OC1Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure);
    
    TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
}

代码：PWM舵机

5V接在stlink上，不要接在面包板上。

和LED呼吸灯相比，可以通过固定的占空比比值来确定旋转角度。

频率：1/20ms=50Hz, 即72M/(arr+1)*(psc+1)=50

ccr和arr+1成一定比例。比如period设置为200-1; psc设置为7200-1; 则ccr按比例可以设为5 10 15 20 25.

当然这样的角度不是很直观，我们可以写一个封装函数，传入角度，转动相应角度。

代码：直流电机

需要用到电机驱动模块。

AN控制方向，随便接GPIO，PWMA接PWM输出。

和之前的输出比较没啥区别，还是我们给定一个ccr参数控制速度。AN的两个GPIO脚要初始化，初始化后一个SetBits一个ResetBits，来控制转向。

void Motor_Init(){
    
    //方向控制的引脚：AN设置
    
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
    
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    
    PWM_Init();
}

void Motor_SetSpeed(int8_t speed){

    if(speed>0){
        //方向脚一高一低
        GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);
        GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);
        TIM_SetCompare3(TIM2,speed);
    }
    else{
        GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);
        GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);
        TIM_SetCompare3(TIM2,-speed);
    }
}