TIM-PWM输出,占空比改变时机对输出波形的影响

一、实验概述

以下说明描述三种改变PWM占空比的方式，对于当前PWM输出波形的影响

1、禁止预装载功能，在PWM某一周期波形输出过程中改变占空比值（ccp）

2、禁止预装载功能，在PWM某周期波形输出完成后改变占空比值（ccp）

3、使能预装载功能，在PWM某一周期波形输出过程中改变占空比值（ccp）

4、使能预装载功能，在PWM某周期波形输出完成后改变占空比值（ccp）

以沁恒CH32V307VCT6芯片测试为基准，测试开发板：CH32V307V-R1-1V0

测试代码：见文章末尾

二、预装载功能解析

• 代码解析

TIM_OC1PreloadConfig ( TIM1, TIM_OCPreload_Enable );

void TIM_OC1PreloadConfig(TIM_TypeDef *TIMx, uint16_t TIM_OCPreload)

{

uint16_t tmpccmr1 = 0;

tmpccmr1 = TIMx->CHCTLR1;

tmpccmr1 &= (uint16_t) ~((uint16_t)TIM_OC1PE);

tmpccmr1 |= TIM_OCPreload;

TIMx->CHCTLR1 = tmpccmr1;

}

#define TIM_OC1PE ((uint16_t)0x0008) /* Output Compare 1 Preload enable */

解析：从代码中可以看出底层代码是对“输出比较寄存器1（TIMx_CHCTLR1）”的

bit3位进行置位和初始化；

• 手册关于此位功能解析

“Bit3：OC1PE-输出比较寄存器1预装载使能位”详细描述如下：

输出比较寄存器1预装载使能位

1：开启输出比较寄存器1（TIMx_CH1CVR）的预装载功能，读写操作仅对预装载寄存器操作，输出比较寄存器1的预装载值在更新事件到来时被加载至当前影子寄存器中；

0：禁止输出比较寄存器1的预装载功能，可随时写入输出比较寄存器1，并且新写入的数值立即起作用

• 预装载功能详细解析

1. 首先我们所用的“输出比较寄存器1（TIMx_CH1CVR）”实际上均是由两个寄存器组成的:Preload register(预装载寄存器)+ Shadow register(影子寄存器)
2. 如果OC1PE=0，即不使能CH1CVR的预装载功能，则修改TIMx_CH1CVR寄存器的值就是操作影子寄存器，新的CH1CVR的值会立即生效。
3. 如果OC1PE=1，即使能CH1CVR的预装载功能，则修改TIMx_CH1CVR 寄存器的值就是操作预装载寄存器，要等到发生更新事件后，TIMx_CH1CVR预装载寄存器的值才会拷贝到影子寄存器中,进而新的CH1CVR的值才会生效。

三、实验代码解析如下

设定系统时钟为SYSCLK_CLOCK=48MHz;

设定定时器1预分频系数PSC=48000-1,即定时器1ms记一个数；

设定定时器1自动重装载值ARR=100-1,即定时器计数到100更新一次，周期为100ms;

设定TIM1_CH1、TIM1_CH2、TIM1_CH3、TIM1_CH4均为输出比较模式，且配置相同。

设定定时器1输出比较寄存器1、2、3、4的值为CH1CVR=CH2CVR=CH3CVR= CH4CVR =CCP=30。

禁止输出比较寄存器1（TIM1_CH1）的预装载功能

使能输出比较寄存器2（TIM1_CH2）的预装载功能。

禁止输出比较寄存器3（TIM1_CH3）的预装载功能。

使能输出比较寄存器4（TIM1_CH4）的预装载功能。

开启定时器1更新中断，500ms后在中断中改变CH1CVR=CH2CVR=90

设定定时器2，每51ms进一次中断，在459ms后在中断中改变CH3CVR=CH4CVR=90

四个通道波形如下所示：

波形图解析：

• 对于TIM1_CH1，禁止输出比较寄存器1（TIM1_CH1）的预装载功能；

在波形图箭头1处TIM1->CH1CVR=90;的操作相当于将值直接存入影子寄存器（波形图箭头1处），新的CH2CVR的值会立刻生效。

• 对于TIM1_CH2，开启输出比较寄存器2（TIM1_CH2）的预装载功能

在波形图箭头1处TIM1->CH2CVR=90;的操作相当于将值存入预装载寄存器；

在等待发生更新事件（波形图箭头2处）后，会将值拷贝到影子寄存器；

进而新的CH1CVR的值才会生效。

• 对于TIM1_CH3，禁止输出比较寄存器3（TIM1_CH3）的预装载功能；

在波形图箭头3处TIM1->CH1CVR=90;的操作相当于将值直接存入影子寄存器（波形图箭头3处），新的CH3CVR的值会立刻生效。由于此时的计数值小于90，故而电平会发生翻转为高电平。

• 对于TIM1_CH4，开启输出比较寄存器4（TIM1_CH4）的预装载功能；

在波形图箭头3处TIM1->CH4CVR=90;的操作相当于将值存入预装载寄存器；

在等待发生更新事件（波形图箭头4处）后，会将值拷贝到影子寄存器；进而新的CH4CVR的值才会生效。

实验代码如下：

#include "debug.h"

void TIM1_UP_IRQHandler(void) __attribute__((interrupt("WCH-Interrupt-fast")));

void TIM2_IRQHandler(void) __attribute__((interrupt("WCH-Interrupt-fast")));

u16 i=0;

u16 j=0;

void TIM1_OutCompare_Init( u16 arr, u16 psc, u16 ccp )

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure={0};

TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure={0};

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure={0};

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure = {0};

RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE );

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure );

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure );

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure );

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure );

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr;

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = psc;

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

TIM_TimeBaseInit( TIM1, &TIM_TimeBaseInitStructure);

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = ccp;

TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;

TIM_OC1Init( TIM1, &TIM_OCInitStructure );

TIM_OC2Init( TIM1, &TIM_OCInitStructure );

TIM_OC3Init( TIM1, &TIM_OCInitStructure );

TIM_OC4Init( TIM1, &TIM_OCInitStructure );

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM1_UP_IRQn;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE );

TIM_OC1PreloadConfig( TIM1, TIM_OCPreload_Disable );

TIM_OC2PreloadConfig( TIM1, TIM_OCPreload_Enable );

TIM_OC3PreloadConfig( TIM1, TIM_OCPreload_Disable );

TIM_OC4PreloadConfig( TIM1, TIM_OCPreload_Enable );

TIM_ARRPreloadConfig( TIM1, ENABLE );

TIM_ClearITPendingBit(TIM1,TIM_IT_Update);

TIM_ITConfig(TIM1,TIM_IT_Update,ENABLE);

TIM_Cmd( TIM1, ENABLE );

}

void TIM2_CNT_Init(u16 arr, u16 psc)

{

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure={0};

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure = {0};

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE );

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr;

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = psc;

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

TIM_TimeBaseInit( TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

TIM_ARRPreloadConfig( TIM2, ENABLE );

TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);

TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);

TIM_Cmd( TIM2, ENABLE );

}

void TIM1_UP_IRQHandler(void)

{

if(TIM_GetITStatus(TIM1,TIM_IT_Update) == SET)

{

i++;

if(i==5)

{

TIM1->CH1CVR=90;

TIM1->CH2CVR=90;

}

TIM_ClearFlag(TIM1,TIM_IT_Update);

}

}

void TIM2_IRQHandler(void)

{

if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update) == SET)

{

j++;

if(j==9)

{

TIM1->CH3CVR=90;

TIM1->CH4CVR=90;

}

TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_IT_Update);

}

}

int main(void)

{

TIM1_OutCompare_Init( 100-1, 48000-1, 30 );//1ms记一个数

TIM2_CNT_Init(51-1, 48000-1);//51ms

while(1);

}