STM32 PWM 计数器模式和对齐
- 1. TIM高级定时器简介
- 2. PWM计数模式
- 2.1 向上计数
- 2.2 向下计数
- 2.3 中心对齐模式（向上/向下计数）
- 2.4 重复计数
- 3 中心对齐模式1，2，3
- 4. FOC中PWM相关设置说明
- 4.1 Update Event 触发ADC采集
- 4.2 Output Channel4触发ADC采集
- 4.3 测试过程中发现的小问题
1. TIM高级定时器简介
TIM1和TIM8高级定时器框图如下：
- CCxI：capture/compare x interrupt，例如CC1I，表示CC1 interrupt
- OCxREF：
TIM中的中断如下图，除了DMA中断外，常用的几类中断：
- BI：break interrupt 刹车中断
- TI：Trigger interrupt 触发中断
- COMI：COM interrupt COM中断
- CCxI：capture/compare interrupt，捕获/比较中断
- UI：update interrupt，更新中断
2. PWM计数模式
2.1 向上计数
- 计数器从0开始计数到自动加载值（TIMx_ARR），然后重新从0开始计数，并产生一个计数器溢出事件
- 如果使用了重复计数器功能，在向上计数达到设置的重复计数次数（TIMx_RCR）时，产生更新时间（UEV），否则每次计数器溢出时才产生更新时间
2.2 向下计数
- 计数器从自动加载值（TIMx_ARR）开始向下计数到0，然后从自动装入的值重新开始，并产生一个计数器向下溢出事件
- 如果使用了重复计数器功能，在向下计数达到设置的重复计数次数（TIMx_RCR）时，产生更新时间（UEV），否则每次计数器下溢时才产生更新时间
2.3 中心对齐模式（向上/向下计数）
- 在中心对齐模式，计数器从0开始计数到自动加载的值（TIMx_ARR）-1，产生一个计数器溢出时间，然后向下计数到1，并产生一个计数器下溢事件，让后再从0开始重新计数
- 中心对齐模式下：不能写入TIMx_CR1中的DIR方向位。它由硬件更新并指示当前的计数方向
- 可以在每次计数上溢和每次计数下溢时产生更新事件，对应产生UI（update interrupt）中断
- 在极性为高时（CH polarity = High），得到如下图PWM波形。
- 计数器Counter< CCR时，输出高电平
- 计数器Counter> CCR时，输出低电平
2.4 重复计数
重复计数器在以下任一条件成立时递减：
- 向上计数模式下每次计数器溢出时
- 向下计数模式下每次计数器下溢时
- 中心对齐模式下，每次上溢和每次下溢时
从上图中可以看出：对于中心对齐模式，RCR不同值的含义，此处产生UI（update interrupt）中断
- 0： 每次上溢、下溢都会产生中断
- 1：每次下溢时产生中断
- 2：上溢、下溢间隔，产生中断
- 3：每两次下溢产生中断
- 3和重新同步：每两次下溢，或者同步时产生中断
在STM32CubeMX中设置Trigger Event为 UpdateEvent时，Repetition Counter才起作用
设置Trigger Event为其他模式时，Repetition Counter不起作用
3 中心对齐模式1，2，3
中心对齐模式寄存器TIMx_CR1中的CMS[1:0]：根据产生中断方式不同来区分，此处会产生CCxI（capture/compare interrupt），会影响输出比较中断触发时间点，但是不会影响PWM输出波形
- 00: 边沿对齐模式。计数器依据方向位（DIR）向上或向下计数
- 01：中心对齐模式1；输出比较中断标志位，向下计数时被设置
- 10：中心对齐模式2；输出比较中断标志位，向上计数时被设置
- 11：中心对齐模式3；输出比较中断标志位，向上计数和向下计数时被设置
对应STM32CubeMX选择counter mode
4. FOC中PWM相关设置说明
4.1 Update Event 触发ADC采集
- 选择Trigger EVent Selection为：Update Event
- 设置Repetition Counter = 1，只在每次下溢时产生中断，每次上溢时不产生中断
- 因为是中心对齐模式，所以Counter register从0向上计数ARR值（3500），再从ARR值（3500）向下计数到0。所以Update Event触发的时间只和ARR寄存器相关，和CCR值无关
- 这里CCR的值，即pulse，不会触发中断输出
4.2 Output Channel4触发ADC采集
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选择TIM1的Channel4为 PWM generation no Output
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设置Trigger EVent Selection为 Output compare（OC4REF）
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这里由CCR的值，即pulse触发中断，与ARR值，即period无关
- 如果pulse=1，则计数Counter刚开始马上触发中断，刚好在PWM Channel N的低电平中心点
- 如果pulse=ARR值-1，则计数Counter快到ARR值（3500）时才触发中断，刚好在PWM Channel N的高电平中心点
-
设置PWM generation Channel4的 pulse，确定采用时间点：
- 设置为3500-1时：PWM-Channel 1 N 高电平中心点采样。图中蓝色对应PWM-Channel 1 N ，黄色对应PC4（在ADC注入中断函数中toggle电平）
- 设置为1时： PWM-Channel 1 N 低电平中心点采样。图中蓝色对应PWM-Channel 1 N ，黄色对应PC4（在ADC注入中断函数中toggle电平）
4.3 测试过程中发现的小问题
以上两种模式有个，问题如下：
发现PWM Channel1 N(蓝色)高电平中心点，与注入中断触发输出（黄色）始终有3us的延时，无法消除。可能原因是中断回调函数中，设置PC4电平需要花费时间
void HAL_ADCEx_InjectedConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef *hadc)
{HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_4);m0_phB = hadc->Instance->JDR1;m0_phC = hadc->Instance->JDR2;
}
