摘要: 本文主要研究了STM32H7芯片系列中定時(shí)器同步啟動(dòng)并輸出PWM波形的實(shí)現(xiàn)方法。PWM信號(hào)在現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用于電機(jī)控制、LED調(diào)光等場(chǎng)景，而在多個(gè)PWM信號(hào)同時(shí)輸出時(shí)，為了保證同步性和穩(wěn)定性，需要進(jìn)行同步啟動(dòng)操作。本文首先分析了STM32H7芯片定時(shí)器同步啟動(dòng)和PWM輸出的原理。針對(duì)多個(gè)PWM信號(hào)同時(shí)輸出的情況，提出了一種基于定時(shí)器同步啟動(dòng)的PWM輸出方案。采用STM32CubeMX進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明，該方案能夠有效解決多個(gè)PWM信號(hào)同步輸出的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了高精度和穩(wěn)定性。本文的方法和經(jīng)驗(yàn)可以為其他嵌入式系統(tǒng)中PWM信號(hào)的多路輸出提供參考和借鑒，對(duì)于提高嵌入式系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和精度具有很高的實(shí)用價(jià)值。

隨著嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的不斷發(fā)展，PWM（Pulse Width Modulation）信號(hào)在各種應(yīng)用場(chǎng)景中得到了廣泛應(yīng)用，例如電機(jī)控制、LED燈控、音頻處理等方面。在多個(gè)PWM信號(hào)同時(shí)輸出時(shí)，為了保證信號(hào)的同步性和穩(wěn)定性，定時(shí)器同步啟動(dòng)技術(shù)成為了必要的手段。STM32系列芯片以其高性能和多功能外設(shè)而廣受業(yè)界認(rèn)可。其中，STM32H7系列芯片配備了豐富的定時(shí)器模塊，既具備通用性又具備高性能，支持多種工作模式，可以滿(mǎn)足多種嵌入式應(yīng)用對(duì)高精度、多信號(hào)輸出的需求。

本文基于STM32H7芯片，研究了定時(shí)器同步啟動(dòng)技術(shù)在PWM信號(hào)多路輸出中的應(yīng)用。我們?cè)谕ㄟ^(guò)研究相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了一種基于定時(shí)器同步啟動(dòng)的PWM輸出方案，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方案的穩(wěn)定性和實(shí)用性。本文旨在探究嵌入式系統(tǒng)中PWM信號(hào)同步輸出問(wèn)題的解決方案，為有類(lèi)似需求的嵌入式開(kāi)發(fā)人員提供參考和借鑒，希望本文對(duì)開(kāi)發(fā)者在設(shè)計(jì)多路PWM輸出應(yīng)用時(shí)提供一些實(shí)用價(jià)值和借鑒意義。

STM32H723ZGT6所有定時(shí)器包括兩個(gè)高級(jí)控制定時(shí)器、十二個(gè)通用定時(shí)器、兩個(gè)基本定時(shí)器、五個(gè)低功耗定時(shí)器、兩個(gè)看門(mén)狗定時(shí)器和一個(gè)SysTick定時(shí)器。所有計(jì)時(shí)器計(jì)數(shù)器都可以在Debug模式下凍結(jié)。本次實(shí)驗(yàn)主頻配置的是500MHz，共使用過(guò)了TIM1、 TIM2、TIM3、TIM23、TIM24共五個(gè)定時(shí)器，其中TIM1為主定時(shí)器，用于控制其他定時(shí)器的同步啟動(dòng)，其他定時(shí)器為從定時(shí)器，用于輸出PWM波形。

-01-通用定時(shí)器框圖

-02-定時(shí)器特性比較

-03-定時(shí)器內(nèi)部觸發(fā)連接關(guān)系

-04-原理方案以及開(kāi)發(fā)流程

4.1 原理方案

通過(guò)配置主從定時(shí)器內(nèi)部觸發(fā)連接功能，以達(dá)到啟動(dòng)主定時(shí)器時(shí)，其他從定時(shí)器同步啟動(dòng)的功能。

4.2 通過(guò)STM32CubeMX

配置定時(shí)器工作模式

4.2.1 配置主定時(shí)器

4.2.2 配置從定時(shí)器

4.2.3 配置PWM輸出引腳功能

-05-修改代碼并驗(yàn)證功能

5.1 修改代碼

此HAL庫(kù)接口每次只能初始化一個(gè)其中一個(gè)TIM的通道并開(kāi)啟PWM，但判斷不了是否由主定時(shí)器TIM1來(lái)控制同步啟動(dòng)的，所以需要對(duì)其函數(shù)進(jìn)行修改。

如下：

int main(void) 函數(shù)內(nèi)容

5.2 用示波器邏輯分析功能驗(yàn)證結(jié)果

5.3 驗(yàn)證抖動(dòng)范圍不超過(guò)3ns

-06-結(jié)論

綜上所述，使用STM32H7的同步啟動(dòng)定時(shí)器可有效降低多個(gè)定時(shí)器之間的相位誤差，提高系統(tǒng)的定時(shí)精度。通過(guò)TIM定時(shí)器主從模式功能，實(shí)現(xiàn)了定時(shí)器的同步啟動(dòng)，并且實(shí)現(xiàn)了周期、占空比和相位的精確控制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方案可以在多種應(yīng)用場(chǎng)景下提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。

總之，本文設(shè)計(jì)的STM32H7同步啟動(dòng)定時(shí)器方案具有較高的實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景，對(duì)于各種基于定時(shí)器的控制應(yīng)用都具有一定的參考價(jià)值。

文章來(lái)源：上海凝睿電子科技有限公司西安分公司