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低功耗技術(shù)旨在減少設(shè)備電流消耗，延長電池壽命，可以有效的延長產(chǎn)品的使用壽命。這就需要合理分配運行時間和空閑時間，在空閑時可以通過使MCU進(jìn)入低功耗模式降低系統(tǒng)的功耗，在需要MCU工作時喚醒MCU，低功耗定時器(LPTIM)有助于降低功耗，特別是當(dāng)系統(tǒng)處于低功耗模式時（如 stop模式）可以在休眠模式下實現(xiàn)外部脈沖計數(shù)功能。通過外部輸入的觸發(fā)信號，能夠?qū)崿F(xiàn)低功耗超時喚醒。LPTIM 具有外部時鐘計數(shù)，超時喚醒功能和 PWM 輸出等多種用途。

本文主要介紹 MM32 全新低功耗系列 MM32L013x 產(chǎn)品中的 LPTIM 外設(shè)模塊，它允許系統(tǒng)執(zhí)行簡單的任務(wù)，同時功耗保持在絕對最小。

1LPTIM 簡介

LPTIM 由一個 16 位計數(shù)器組成，可以為用戶提供便捷的計數(shù)和定時功能。LPTIM 運行在 CORE 電源域，可以工作在低功耗模式下，具有低功耗的特點，當(dāng)然也可以被當(dāng)做一個普通的 16 位基礎(chǔ)定時器來使用。

2LPTIM 常見用途

脈沖計數(shù)功能

PWM 生成器

周期性地超時喚醒sleep模式、stop模式

以上所有功能應(yīng)用均為普通 TIM 所不能實現(xiàn)的，正是由于 LPTIM 的時鐘源具有多樣性，使得其能夠在所有電源模式（standby模式除外）下保持運行狀態(tài)。

3LPTIM 主要特性

16 位遞增計數(shù)器，相當(dāng)于 LPT_CNT 值由模塊時鐘驅(qū)動加一遞增最大到 65535，并且包括一個 16 位比較寄存器和目標(biāo)值寄存器

3 位異步時鐘預(yù)分頻器，可以將輸入進(jìn)模塊的時鐘進(jìn)行多種系數(shù)的預(yù)分頻，包括：

1/2/4/8/16/32/64/128 分頻

多種內(nèi)部和外部的時鐘源可選，包括：LSI/LSE/PCLK2

可以選擇不同邊沿的脈沖極性用作觸發(fā)計數(shù)，觸發(fā)源包括：LPTIM1_TRIGGER 引腳輸入觸發(fā)、COMP OUT 事件觸發(fā)

可以設(shè)定不同的 LPT_CMP 和 LPT_TARGET 值從而通過 LPTIM1_OUT 引腳輸出不同占空比的PWM 波形或者方波

可以設(shè)定不同的 LPT_TARGET 值從而進(jìn)行不同時長的低功耗喚醒

可以開啟不同的中斷，包括：外部觸發(fā)、比較匹配和計數(shù)器溢出中斷，在喚醒 STOP 模式時，除了需要使能相應(yīng)的中斷外，還需配置 EXTI_Line23 并且使能相關(guān)的功能

4LPTIM 功能框圖

LPTIM 的功能框圖如下，主要包括了：觸發(fā)源選擇模塊、時鐘輸入及分頻模塊、計數(shù)模塊以及比較匹配輸出單元等。

涉及到時鐘選擇的部分需要設(shè)置RCC_CFGR2[30:29]，在 UM 手冊中時鐘配置寄存器2（RCC_CFGR2）：

使能LPTIM時鐘需要設(shè)置RCC_APB2ENR[31]位：

涉及到 LPTIM1_TRIGGER 和 LPTIM1_OUT 引腳的功能定義情況在 DS 手冊中引腳復(fù)用及復(fù)用列表：

5LPTIM 寄存器表

由于 MM32L013x 系列產(chǎn)品中只有一個 LPTIM 模塊，所以在文檔和程序中也習(xí)慣稱作 LPTIM1，它的基地址為 0x40012800，所有寄存器設(shè)計為 16 位，預(yù)留出 16位保持 32 位對齊，寄存器占用情況如下：

其中 LPT_CFG 、 LPT_IE 、 LPT_CTRL 、LPT_CMP 、 LPT_TARGET 為可讀可寫操作的，LPT_IF 為可讀并且寫 1 清零操作的，LPT_CNT 為只讀操作的，具體功能描述參見 UM 對應(yīng)章節(jié)內(nèi)容。

6LPTIM 功能實現(xiàn)

6.1 帶溢出中斷的普通定時器

使能 APB2 總線上的 LPTIM 外設(shè)時鐘，用于同步

初始化配置 LPT_CFG 寄存器 MODE=0，計數(shù)器被觸發(fā)后保持運行，直到被關(guān)閉為止

初始化配置 LPT_CFG 寄存器 TMODE=00，選擇普通計數(shù)器模式

選擇外部時鐘或內(nèi)部時鐘作為計數(shù)器的時鐘源

配置 LPT_IE =1，使能 LPTIM 計數(shù)器溢出中斷

配置 LPT_CTRL 寄存器 LPTEN=1，使能 LPTIM 計數(shù)器

計數(shù)器使能后有兩個周期的同步過程，同步完成后，計數(shù)器開始工作，計數(shù)達(dá)到目標(biāo)之后回到 0 重新開始計數(shù)，并產(chǎn)生溢出中斷

按上述流程的代碼配置如下：

voidLPTIM1_Init(u16arr)
{
LPTIM_TimeBaseInit_TypeDefinit_struct;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2ENR_LPTIM1,ENABLE);

LPTIM_TimeBaseStructInit(&init_struct);
init_struct.ClockSource=LPTIM_PCLK_Source;
init_struct.CountMode=LPTIM_CONTINUOUS_COUNT_Mode;
init_struct.OutputMode=LPTIM_NORMAL_WAV_Mode;
init_struct.Waveform=LPTIM_AdjustPwmOutput_Mode;
init_struct.Polarity=LPTIM_Positive_Wave;
init_struct.ClockDivision=LPTIM_CLK_DIV1;

if(init_struct.ClockSource==LPTIM_LSE_Source){
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1ENR_PWR|RCC_APB1ENR_BKP,ENABLE);
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);
DELAY_Ms(5000);
while(!RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY));
LPTIM_CLKConfig(LPTIM1,LPTIM_LSE_Source);
}
elseif(init_struct.ClockSource==LPTIM_LSI_Source){
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1ENR_PWR|RCC_APB1ENR_BKP,ENABLE);
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
RCC_LSICmd(ENABLE);
DELAY_Ms(500);
while(!RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSIRDY));
LPTIM_CLKConfig(LPTIM1,LPTIM_LSI_Source);
}
else{//(init_struct.ClockSource==LPTIM_PCLK_Source)
LPTIM_CLKConfig(LPTIM1,LPTIM_PCLK_Source);
}

LPTIM_TimeBaseInit(LPTIM1,&init_struct);

LPTIM_SetTarget(LPTIM1,arr);
}

voidLPTIMER1_IRQHandler(void)
{
if(LPTIM_GetITStatus(LPTIM1,LPTIF_OVIF)){
LPTIM_ClearITPendingBit(LPTIM1,LPTIF_OVIF);
LED3_TOGGLE();
LED4_TOGGLE();
}
}

voidNVIC_Configuration(void)
{
NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStruct;

NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel=LPTIMER1_IRQn;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPriority=2;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
}

s32main(void)
{
DELAY_Init();
LED_Init();
LPTIM1_Init(4000-1);
NVIC_Configuration();
LPTIM_ITConfig(LPTIM1,LPTIE_OVIE,ENABLE);
LPTIM_Cmd(LPTIM1,ENABLE);
while(1)
{
LED1_TOGGLE();
LED2_TOGGLE();
DELAY_Ms(1000);
}
}

6.2 PWM 輸出

初始化中使用以上相同的步驟，需要額外配置 LPT_CFG 寄存器 PWM=1，選擇 PWM 輸出模式

再配置 LPT_CMP 和 LPT_TARGET 寄存器，設(shè)定比較值和目標(biāo)值，PWM 的占空比由比較值和目標(biāo)值決定，輸出在計數(shù)器值等于比較值翻轉(zhuǎn)為 1，在等于目標(biāo)值時翻轉(zhuǎn)為 0

另外需要配置一組 LPTIM1_OUT 引腳用于輸出 PWM 波形，這里以 PB14 為例

代碼配置如下：

voidLPTIM_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct;

RCC_GPIO_ClockCmd(GPIOB,ENABLE);

//setPB14asLPTIM1OutputPin
GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource14,GPIO_AF_3);

GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_14;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
}

voidLPTIM1_Init(u16arr)
{
LPTIM_TimeBaseInit_TypeDefinit_struct;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2ENR_LPTIM1,ENABLE);

LPTIM_TimeBaseStructInit(&init_struct);
init_struct.ClockSource=LPTIM_PCLK_Source;
init_struct.CountMode=LPTIM_CONTINUOUS_COUNT_Mode;
init_struct.OutputMode=LPTIM_NORMAL_WAV_Mode;
init_struct.Waveform=LPTIM_AdjustPwmOutput_Mode;
init_struct.Polarity=LPTIM_Positive_Wave;
init_struct.ClockDivision=LPTIM_CLK_DIV1;

if(init_struct.ClockSource==LPTIM_LSE_Source){
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1ENR_PWR|RCC_APB1ENR_BKP,ENABLE);
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);
DELAY_Ms(5000);
while(!RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY));
LPTIM_CLKConfig(LPTIM1,LPTIM_LSE_Source);
}
elseif(init_struct.ClockSource==LPTIM_LSI_Source){
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1ENR_PWR|RCC_APB1ENR_BKP,ENABLE);
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
RCC_LSICmd(ENABLE);
DELAY_Ms(500);
while(!RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSIRDY));
LPTIM_CLKConfig(LPTIM1,LPTIM_LSI_Source);
}
else{//(init_struct.ClockSource==LPTIM_PCLK_Source)
LPTIM_CLKConfig(LPTIM1,LPTIM_PCLK_Source);
}

LPTIM_TimeBaseInit(LPTIM1,&init_struct);
}

s32main(void)
{
DELAY_Init();
LED_Init();
LPTIM1_Init(4000-1);
LPTIM_SetCompare(LPTIM1,4000/2-1);
LPTIM_SetTarget(LPTIM1,4000);
LPTIM_GPIO_Init();
LPTIM_Cmd(LPTIM1,ENABLE);
while(1)
{
LED1_TOGGLE();
LED2_TOGGLE();
DELAY_Ms(1000);
}
}

6.3 Trigger 脈沖觸發(fā)計數(shù)

初始化中使用以上相同的步驟，需要修改配置 LPT_CFG 寄存器 TMODE=01，選擇 Trigger 脈沖觸發(fā)計數(shù)模式

配置 LPT_CFG 寄存器 TRIGSEL = 0，選擇外部引腳觸發(fā)計數(shù)

配置 LPT_CFG 寄存器 TRIGCFG，選擇外部觸發(fā)信號的有效沿

用戶可以根據(jù)需求選擇是否使能濾波器，配置LPT_CFG 寄存器

根據(jù)需求是否使能外部觸發(fā)中斷位

另外需要配置一組 LPTIM1_TRIGGER 引腳用于觸發(fā)輸入，這里以 PB13 為例

代碼配置如下：

voidLPTIM_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct;

RCC_GPIO_ClockCmd(GPIOB,ENABLE);

//setPB13asLPTIM1TriggerPin
GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource13,GPIO_AF_3);

GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_13;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
}

voidLPTIM1_Init(u16arr)
{
LPTIM_TimeBaseInit_TypeDefinit_struct;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2ENR_LPTIM1,ENABLE);

LPTIM_TimeBaseStructInit(&init_struct);
init_struct.ClockSource=LPTIM_PCLK_Source;
init_struct.CountMode=LPTIM_CONTINUOUS_COUNT_Mode;
init_struct.OutputMode=LPTIM_PULSE_TRIG_Mode;
init_struct.Waveform=LPTIM_AdjustPwmOutput_Mode;
init_struct.Polarity=LPTIM_Positive_Wave;
init_struct.ClockDivision=LPTIM_CLK_DIV1;

if(init_struct.ClockSource==LPTIM_LSE_Source){
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1ENR_PWR|RCC_APB1ENR_BKP,ENABLE);
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
RCC_LSEConfig(RCC_LSE_ON);
DELAY_Ms(5000);
while(!RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY));
LPTIM_CLKConfig(LPTIM1,LPTIM_LSE_Source);
}
elseif(init_struct.ClockSource==LPTIM_LSI_Source){
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1ENR_PWR|RCC_APB1ENR_BKP,ENABLE);
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);
RCC_LSICmd(ENABLE);
DELAY_Ms(500);
while(!RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSIRDY));
LPTIM_CLKConfig(LPTIM1,LPTIM_LSI_Source);
}
else{//(init_struct.ClockSource==LPTIM_PCLK_Source)
LPTIM_CLKConfig(LPTIM1,LPTIM_PCLK_Source);
}

LPTIM_TimeBaseInit(LPTIM1,&init_struct);

LPTIM1->CFGR=LPTIM_ExInputUpEdge;
LPTIM1->CFGR=LPTIM_External_PIN_Trig;
}

6.4 1s 周期性喚醒 STOP 模式

詳細(xì)可以參見靈動微課堂 (第196講) | 使用MM32F0270 LPTIM從STOP模式喚醒（點擊跳轉(zhuǎn)）。

審核編輯：湯梓紅

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