随着嵌入式系统技术的不断发展,PWM(Pulse Width Modulation)信号在各种应用场景中得到了广泛应用,例如电机控制、LED灯控、音频处理等方面。在多个PWM信号同时输出时,为了保证信号的同步性和稳定性,定时器同步启动技术成为了必要的手段。
STM32系列芯片以其高性能和多功能外设而广受业界认可。其中,STM32H7系列芯片配备了丰富的定时器模块,既具备通用性又具备高性能,支持多种工作模式,可以满足多种嵌入式应用对高精度、多信号输出的需求。
本文基于STM32H7芯片,研究了定时器同步启动技术在PWM信号多路输出中的应用。我们在通过研究相关技术的基础上,提出了一种基于定时器同步启动的PWM输出方案,并通过实验验证了该方案的稳定性和实用性。
本文旨在探究嵌入式系统中PWM信号同步输出问题的解决方案,为有类似需求的嵌入式开发人员提供参考和借鉴,希望本文对开发者在设计多路PWM输出应用时提供一些实用价值和借鉴意义。
STM32H723ZGT6所有定时器包括两个高级控制定时器、十二个通用定时器、两个基本定时器、五个低功耗定时器、两个看门狗定时器和一个SysTick定时器。所有计时器计数器都可以在Debug模式下冻结。
本次实验主频配置的是500MHz,共使用过了TIM1、 TIM2、TIM3、TIM23、TIM24共五个定时器,其中TIM1为主定时器,用于控制其他定时器的同步启动,其他定时器为从定时器,用于输出PWM波形。
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通用定时器框图
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定时器特性比较
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定时器内部触发连接关系
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原理方案以及开发流程
4.1 原理方案
通过配置主从定时器内部触发连接功能,以达到启动主定时器时,其他从定时器同步启动的功能。
4.2 通过STM32CubeMX
配置定时器工作模式
4.2.1 配置主定时器
4.2.2 配置从定时器
4.2.3 配置PWM输出引脚功能
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修改代码并验证功能
5.1 修改代码
此HAL库接口每次只能初始化一个其中一个TIM的通道并开启PWM,但判断不了是否由主定时器TIM1来控制同步启动的,所以需要对其函数进行修改。
如下:
int main(void) 函数内容
5.2 用示波器逻辑分析功能验证结果
5.3 验证抖动范围不超过3ns
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结论
综上所述,使用STM32H7的同步启动定时器可有效降低多个定时器之间的相位误差,提高系统的定时精度。通过TIM定时器主从模式功能,实现了定时器的同步启动,并且实现了周期、占空比和相位的精确控制。实验结果表明,该方案可以在多种应用场景下提高系统稳定性和可靠性。
总之,本文设计的STM32H7同步启动定时器方案具有较高的实用价值和应用前景,对于各种基于定时器的控制应用都具有一定的参考价值。