【STM32H7教程】第64章 STM32H7的高分辨率定时器HRTIM应用之PWM实现

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第64章 STM32H7的高分辨率定时器HRTIM应用之PWM实现

本章教程为大家讲解高分辨率定时器HRTIM的PWM实现。

64.1 初学者重要提示

64.2 HRTIM的PWM驱动设计

64.3 HRTIM板级支持包（bsp_tim_pwm.c）

64.4 HRTIM驱动移植和使用

64.5 实验例程设计框架

64.6 实验例程说明（MDK）

64.7 实验例程说明（IAR）

64.8 总结

64.1 初学者重要提示

学习本章节前，务必优先学习第63章，HAL库的几个常用API均作了讲解和举例。
设置PWM周期时，注意结构体HRTIM_TimeBaseCfgTypeDef中的Period周期参数范围，至少3个HRTIM时钟周期，最大值0xFFDF。
HRTIM的输出极性可以设置激活状态Active和非激活状态Inactive，这里要注意一点，激活状态既可以设置为高电平输出，也可以设置为低电平输出。
HRTIM其它几个例子执行效果展示，方便大家有个感性认识：

STM32H7的HRTIM配置输出5组不同频率，不同占空比的波形，同时5组互补输出也是没问题的。http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=89211 。

STM32H7的HRTIM触发ADC和DAC转换 http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=89233 。

STM32H7的HRTIM Fault故障保护功能，可在输出故障时禁止输出 http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=89232 。

STM32H7的HRTIM生成任意波形 http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=89220 。

64.2 HRTIM的PWM驱动设计

HRTIM的PWM实现相对比较简单，只是涉及到的API比较多。

64.2.1 HRTIM时钟设置

HRTIM支持两种时钟源，一个是来自CPU主频时钟，另一个是来自通用定时器。大家可以通过函数HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig来设置使用那个时钟。具体实现代码如下：

1.    RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInitStruct = {0};
2.    
3.    PeriphClkInitStruct.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_HRTIM1;
4.    PeriphClkInitStruct.Hrtim1ClockSelection = RCC_HRTIM1CLK_CPUCLK;
5.    if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInitStruct) != HAL_OK)
6.    {
7.         Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
8.    }

这里把几个关键的地方再阐释下：

第1行，这个变量务必要做0初始化，防止不必要的麻烦。
第4行，用于配置HRTIM使用的时钟源，这里有两种选择：
- 使用CPU主频时钟，对应参数RCC_HRTIM1CLK_CPUCLK。
- 使用通用定时器时钟，对应参数RCC_HRTIM1CLK_TIMCLK。如果CPU主频时钟是400MHz的话，通用定时器时钟就是200MHz。

64.2.2 HRTIM的PWM输出引脚

HRTIM的涉及到的输入输出引脚如下：

FTL = FAULT INPUT Lines
PA15       HRTIM_FLT1
PC11       HRTIM_FLT2
PD4        HRTIM_FLT3
PB3        HRTIM_FLT4
PG10       HRTIM_FLT5

EEV = EXTERN EVENT Lines
PG13       HRTIM_EEV10
PB7        HRTIM_EEV9
PB6        HRTIM_EEV8
PB5        HRTIM_EEV7
PB4        HRTIM_EEV6
PG12       HRTIM_EEV5
PG11       HRTIM_EEV4
PD5        HRTIM_EEV3
PC12       HRTIM_EEV2
PC10       HRTIM_EEV1

PC6        HRTIM_CHA1  
PC7        HRTIM_CHA2
PC8        HRTIM_CHB1
PA8        HRTIM_CHB2
PA9        HRTIM_CHC1
PA10       HRTIM_CHC2
PA11       HRTIM_CHD1      
PA12       HRTIM_CHD2
PG6        HRTIM_CHE1
PG7        HRTIM_CHE2

PE0        HRTIM_SCIN
PE1        HRTIM_SCOUT
PB10       HRTIM_SCOUT
PB11       HRTIM_SCIN

当前程序里面使用的Timer D的HRTIM_CHD1和HRTIM_CHD2，即PA11和PA12引脚输出PWM。程序配置如下：

GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStruct;
    
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;

GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF2_HRTIM1;
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_11;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF2_HRTIM1;
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_12;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

64.2.3 HRTIM初始化和时基配置

HRTIM的初始化和时基配置如下：

1.    /*##- 初始化HRTIM ###################################################*/    
2.    HrtimHandle.Instance = HRTIM1;  /* 例化，使用的HRTIM1 */
3.    HrtimHandle.Init.HRTIMInterruptResquests = HRTIM_IT_NONE;/* 用于配置支持的中断请求，当前配置无中断 */
4.    HrtimHandle.Init.SyncOptions = HRTIM_SYNCOPTION_NONE;    /* 配置HRTIM作为Master，发送同步信号，或者作
5.                                                          为Slave，接收同步信号，当前配置没有做同步功能 */
6.    
7.    HAL_HRTIM_Init(&HrtimHandle);
8.    
9.    /*##- 配置HRTIM的TIMER D 时基 #########################################*/    
10.    sConfig_time_base.Mode = HRTIM_MODE_CONTINUOUS; /* 连续工作模式 */
11.    sConfig_time_base.Period = HRTIM_TIMD_PERIOD;   /* 设置周期 */
12.    sConfig_time_base.PrescalerRatio = HRTIM_PRESCALERRATIO_DIV1; /* 设置HRTIM分频，当前设置的1分频，也就
13.                                                                    是不分频 */
14.    sConfig_time_base.RepetitionCounter = 0;                     /* 设置重复计数器为0，即不做重复计数 */
15.          
16.    HAL_HRTIM_TimeBaseConfig(&HrtimHandle, HRTIM_TIMERINDEX_TIMER_D, &sConfig_time_base);

这里把几个关键的地方再阐释下：

第2-4行，初始化HRTIM。
第10-16行，配置HRTIM的Timer D时基。
- 第11行，设置Timer D的周期。

比如HRTIM主频是400MHz，HRTIM_TIMD_PERIOD = 4000，那么Timer D的输出频率如下：

PWM的频率 = 400MHz / HRTIM_TIMD_PERIOD

= 400000000 / 4000

= 100KHz

- 第12行，对于STM32H7系列，仅支持下面选项中最后三个参数，也就是1分频，2分频和4分频。

#define HRTIM_PRESCALERRATIO_MUL32    (0x00000000U)  
#define HRTIM_PRESCALERRATIO_MUL16    (0x00000001U)  
#define HRTIM_PRESCALERRATIO_MUL8     (0x00000002U) 
#define HRTIM_PRESCALERRATIO_MUL4     (0x00000003U)  
#define HRTIM_PRESCALERRATIO_MUL2     (0x00000004U) 
#define HRTIM_PRESCALERRATIO_DIV1     (0x00000005U) 
#define HRTIM_PRESCALERRATIO_DIV2     (0x00000006U)  
#define HRTIM_PRESCALERRATIO_DIV4     (0x00000007U)

64.2.4 HRTIM的Timer D配置

Timer D的配置成员非常多，对于PWM输出功能来说，这些成员的功能有个了解即可：

HRTIM_TimerCfgTypeDef        sConfig_timerD;
sConfig_timerD.DMARequests = HRTIM_TIM_DMA_NONE;        /* 不使用DMA */    
sConfig_timerD.HalfModeEnable = HRTIM_HALFMODE_DISABLED;/* 关闭HALF模式 */
sConfig_timerD.StartOnSync = HRTIM_SYNCSTART_DISABLED;   /* 设置同步输入端接收到上升沿信号后，不启动定时器 */
sConfig_timerD.ResetOnSync = HRTIM_SYNCRESET_DISABLED;   /* 设置同步输入端接收到上升沿信号后，不复位定时器 */
sConfig_timerD.DACSynchro = HRTIM_DACSYNC_NONE;        /* 不使用DAC同步事件 */
sConfig_timerD.PreloadEnable = HRTIM_PRELOAD_ENABLED;     /* 使能寄存器预加载 */
sConfig_timerD.UpdateGating = HRTIM_UPDATEGATING_INDEPENDENT;      /* 独立更新，与DMA突发传输完成无关 */
sConfig_timerD.BurstMode = HRTIM_TIMERBURSTMODE_MAINTAINCLOCK;     /* 在突发模式下，定时器正常运行 */
sConfig_timerD.RepetitionUpdate = HRTIM_UPDATEONREPETITION_ENABLED;/* 设置重计数器事件可以触发寄存器更新 */
/* 当HRTIM TIMER的计数器复位时或者计数回滚到0时，不触发寄存器更新 */
sConfig_timerD.ResetUpdate = HRTIM_TIMUPDATEONRESET_DISABLED;       
sConfig_timerD.InterruptRequests = HRTIM_TIM_IT_NONE;           /* 不使用中断 */
sConfig_timerD.PushPull = HRTIM_TIMPUSHPULLMODE_DISABLED;       /* 不开启推挽模式 */
sConfig_timerD.FaultEnable = HRTIM_TIMFAULTENABLE_NONE;         /* 不使用HRTIM TIMER的Fault通道 */
sConfig_timerD.FaultLock = HRTIM_TIMFAULTLOCK_READWRITE;         /* 不开启HRTIM TIMER的异常使能状态写保护 */
sConfig_timerD.DeadTimeInsertion = HRTIM_TIMDEADTIMEINSERTION_DISABLED;/* 不开启死区时间插入 */
/* 不开启HRTIM TIMER的延迟保护模式 */
sConfig_timerD.DelayedProtectionMode = HRTIM_TIMER_D_E_DELAYEDPROTECTION_DISABLED;
/* Master或TIMER（A到E）更新时，不同步更新寄存器 */
sConfig_timerD.UpdateTrigger= HRTIM_TIMUPDATETRIGGER_NONE;
sConfig_timerD.ResetTrigger = HRTIM_TIMRESETTRIGGER_NONE; /* 无复位触发 */
HAL_HRTIM_WaveformTimerConfig(&HrtimHandle, HRTIM_TIMERINDEX_TIMER_D, &sConfig_timerD);

注意，如果HRTIM_TimerCfgTypeDef sConfig_timerD做局部变量，务必记得清零。

64.2.5 Timer D的输出比较配置

HRTIM用于PWM功能时，比较输出用于设置PWM占空比：

HRTIM_CompareCfgTypeDef      sConfig_compare;

sConfig_compare.AutoDelayedMode = HRTIM_AUTODELAYEDMODE_REGULAR; /* 这里使用标准模式，即未使用自动延迟 */
sConfig_compare.AutoDelayedTimeout = 0;              /* 由于前面的参数未使用自动延迟模式，此参数无作用 */
/*
    设置定时器比较单元的比较值：
    最小值要大于等于3个HRTIM时钟周期。
    最大值要小于等于0xFFFF – 1
*/
sConfig_compare.CompareValue = HRTIM_TIMD_PERIOD / 2;  /* 占空比50% */
HAL_HRTIM_WaveformCompareConfig(&HrtimHandle, HRTIM_TIMERINDEX_TIMER_D, HRTIM_COMPAREUNIT_1,
 &sConfig_compare);
sConfig_compare.CompareValue = HRTIM_TIMD_PERIOD / 4;  /* 占空比25% */
HAL_HRTIM_WaveformCompareConfig(&HrtimHandle, HRTIM_TIMERINDEX_TIMER_D, HRTIM_COMPAREUNIT_2,
 &sConfig_compare);

注意事项：

如果HRTIM_CompareCfgTypeDef sConfig_compare做局部变量，务必记得清零。
配置占空比就是配置成员CompareValue，范围是0到HRTIM_TIMD_PERIOD（这个参数就是前面配置的PWM周期）。比如配置为HRTIM_TIMD_PERIOD/2就表示占空比50%，配置为HRTIM_TIMD_PERIOD/4就表示占空比25%。

64.2.6 启动PWM输出和Timer D的计数

这部分的实现代码如下：

1.    HRTIM_OutputCfgTypeDef       sConfig_output_config;
2.    
3.    sConfig_output_config.Polarity = HRTIM_OUTPUTPOLARITY_LOW;    /* 设置定时器输出极性 */
4.    sConfig_output_config.SetSource = HRTIM_OUTPUTRESET_TIMCMP1;  /* 定时器比较事件1可以将输出置位 */
5.    sConfig_output_config.ResetSource = HRTIM_OUTPUTSET_TIMPER;   /* 定时器周期性更新事件可以将输出清零 */
6.    sConfig_output_config.IdleMode = HRTIM_OUTPUTIDLEMODE_NONE;   /* 输出不受突发模式影响 */
7.    sConfig_output_config.IdleLevel = HRTIM_OUTPUTIDLELEVEL_INACTIVE; /* 设置空闲状态输出低电平 */
8.    sConfig_output_config.FaultLevel = HRTIM_OUTPUTFAULTLEVEL_NONE;   /* 输出不受异常输入影响 */
9.    sConfig_output_config.ChopperModeEnable = HRTIM_OUTPUTCHOPPERMODE_DISABLED; /* 关闭Chopper模式 */
10.    sConfig_output_config.BurstModeEntryDelayed = HRTIM_OUTPUTBURSTMODEENTRY_REGULAR; /* 设置从突发模式切换
11.                                                                             到空闲模式，不插入死区时间 */
12.    
13.    HAL_HRTIM_WaveformOutputConfig(&HrtimHandle, HRTIM_TIMERINDEX_TIMER_D, HRTIM_OUTPUT_TD1, 
14.                                                                    &sConfig_output_config);
15.    
16.    sConfig_output_config.SetSource = HRTIM_OUTPUTRESET_TIMCMP2;  /* 定时器比较事件2可以将输出置位 */    
17.    HAL_HRTIM_WaveformOutputConfig(&HrtimHandle, HRTIM_TIMERINDEX_TIMER_D, HRTIM_OUTPUT_TD2, 
18.                                                                     &sConfig_output_config);
19.    
20.    /*##-9- 启动PWM输出 #############################################*/
21.    if (HAL_HRTIM_WaveformOutputStart(&HrtimHandle,  HRTIM_OUTPUT_TD1 + HRTIM_OUTPUT_TD2) != HAL_OK)
22.    {
23.        Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
24.    }
25.    
26.    /*##-10- 启动计数器 #############################################*/    
27.    if (HAL_HRTIM_WaveformCounterStart(&HrtimHandle, HRTIM_TIMERID_TIMER_D) != HAL_OK)
28.    {
29.        Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
30.    }

这里把几个关键的地方再阐释下：

第1行，如果HRTIM_OutputCfgTypeDef sConfig_output_config做局部变量，务必记得清零。
第3行，输出极性是用来设置激活状态Active对应的高电平还是低电平。
第4行，用来实现置位源（SetSource）设置，这里是设置满足比较事件1时，输出置位。
第5行，用来实现复位源（ResetSource）设置，这里是设置产生周期性更新事件时，输出清零。

通过第4行和第5行，就实现了Timer D中通道1的高低电平输出方式，

第16行，设置Timer D中通道2的置位源，即通道2的高低电平输出方式。

64.3 HRTIM板级支持包（bsp_hrtim_pwm.c）

定时器驱动文件bsp_hrtim_pwm.c主要实现了如下一个API供用户调用：

bsp_SetHRTIMOutPWM

64.3.1 函数bsp_SetHRTIMforInt

函数原型：

void bsp_SetHRTIMOutPWM(void)

函数描述：

这个函数的源码实现在本章64.2小节里面已经进行了详细说明。

当前这个函数通过配置HRTIM的TIMER D输出两路PWM，周期都是100KHz，PA11引脚输出占空比50%，PA12引脚输出的占空比25%。

64.4 HRTIM驱动移植和使用

定时器的移植比较简单：

第1步：复制bsp_hrtim_pwm.c和bsp_hrtim_pwm.h到自己的工程目录，并添加到工程里面。
第2步：这几个驱动文件主要用到HAL库的GPIO和HRTIM驱动文件，简单省事些可以添加所有HAL库.C源文件进来。
第3步，应用方法看本章节配套例子即可。

64.5 实验例程设计框架

通过程序设计框架，让大家先对配套例程有一个全面的认识，然后再理解细节，本次实验例程的设计框架如下：

第1阶段，上电启动阶段：

这部分在第14章进行了详细说明。

第2阶段，进入main函数：

第1步，硬件初始化，主要是MPU，Cache，HAL库，系统时钟，滴答定时器，LED和串口。同时HRTIM也做了配置，将 HRTIM的TIMER D输出两路PWM，周期都是100KHz，PA11引脚输出占空比50%，PA12引脚输出的占空比25%。

第2步，按键应用程序设计部分。

64.6 实验例程说明（MDK）

配套例子：

V7-045_高分辨率定时器HRTIM实现PWM输出

实验目的：

学习高分辨率定时器HRTIM的PWM实现。

实验内容：

上电启动了一个软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
配置HRTIM的TIMER D输出两路PWM，周期都是100KHz，PA11引脚输出占空比50%，PA12引脚输出的占空比25%。

PWM输出引脚PA11和PA12位置：

上电后串口打印的信息：

波特率 115200，数据位 8，奇偶校验位无，停止位 1

程序设计：

系统栈大小分配：

RAM空间用的DTCM：

硬件外设初始化

硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: bsp_Init
*    功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
*    形    参：无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_Init(void)
{
    /* 配置MPU */
    MPU_Config();
    
    /* 使能L1 Cache */
    CPU_CACHE_Enable();

    /* 
       STM32H7xx HAL 库初始化，此时系统用的还是H7自带的64MHz，HSI时钟:
       - 调用函数HAL_InitTick，初始化滴答时钟中断1ms。
       - 设置NVIV优先级分组为4。
     */
    HAL_Init();

    /* 
       配置系统时钟到400MHz
       - 切换使用HSE。
       - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock，并重新配置HAL_InitTick。
    */
    SystemClock_Config();

    /* 
       Event Recorder：
       - 可用于代码执行时间测量，MDK5.25及其以上版本才支持，IAR不支持。
       - 默认不开启，如果要使能此选项，务必看V7开发板用户手册第xx章
    */    
#if Enable_EventRecorder == 1  
    /* 初始化EventRecorder并开启 */
    EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
    EventRecorderStart();
#endif
    
    bsp_InitKey();        /* 按键初始化，要放在滴答定时器之前，因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
    bsp_InitTimer();      /* 初始化滴答定时器 */
    bsp_InitUart();    /* 初始化串口 */
    bsp_InitExtIO();    /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */    
    bsp_InitLed();        /* 初始化LED */    
}

MPU配置和Cache配置：

数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区（本例子未用到AXI SRAM）和FMC的扩展IO区。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: MPU_Config
*    功能说明: 配置MPU
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void MPU_Config( void )
{
    MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;

    /* 禁止 MPU */
    HAL_MPU_Disable();

    /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate，Write allocate */
    MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x24000000;
    MPU_InitStruct.Size             = MPU_REGION_SIZE_512KB;
    MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
    MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER0;
    MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL1;
    MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;

    HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
    
    
    /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
    MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x60000000;
    MPU_InitStruct.Size             = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;    
    MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;    
    MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER1;
    MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL0;
    MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
    
    HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);

    /*使能 MPU */
    HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: CPU_CACHE_Enable
*    功能说明: 使能L1 Cache
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void CPU_CACHE_Enable(void)
{
    /* 使能 I-Cache */
    SCB_EnableICache();

    /* 使能 D-Cache */
    SCB_EnableDCache();
}

主功能：

主程序实现如下操作：

上电启动了一个软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
配置HRTIM的TIMER D输出两路PWM，周期都是100KHz，PA11引脚输出占空比50%，PA12引脚输出的占空比25%

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: main
*    功能说明: c程序入口
*    形    参: 无
*    返 回 值: 错误代码(无需处理)
*********************************************************************************************************
*/
int main(void)
{
    uint8_t ucKeyCode;    /* 按键代码 */
    
    bsp_Init();        /* 硬件初始化 */
    PrintfLogo();    /* 打印例程名称和版本等信息 */
    PrintfHelp();    /* 打印操作提示 */

    
    bsp_SetHRTIMOutPWM();
    
    bsp_StartAutoTimer(0, 100);    /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */
    
    while (1)
    {
        bsp_Idle();        /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */

        /* 判断定时器超时时间 */
        if (bsp_CheckTimer(0))    
        {
            /* 每隔100ms 进来一次 */  
            bsp_LedToggle(2);
        }

        /* 按键滤波和检测由后台systick中断服务程序实现，我们只需要调用bsp_GetKey读取键值即可。 */
        ucKeyCode = bsp_GetKey();    /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */
        if (ucKeyCode != KEY_NONE)
        {
            switch (ucKeyCode)
            {
                case KEY_DOWN_K1:            /* K1键按下 */
                    break;

                default:
                    /* 其它的键值不处理 */
                    break;
            }
        }
    }
}

64.7 实验例程说明（IAR）

配套例子：

V7-045_高分辨率定时器HRTIM实现PWM输出

实验目的：

学习高分辨率定时器HRTIM的PWM实现。

实验内容：

上电启动了一个软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
配置HRTIM的TIMER D输出两路PWM，周期都是100KHz，PA11引脚输出占空比50%，PA12引脚输出的占空比25%。

PWM输出引脚PA11和PA12位置：

上电后串口打印的信息：

波特率 115200，数据位 8，奇偶校验位无，停止位 1

程序设计：

系统栈大小分配：

RAM空间用的DTCM：

硬件外设初始化

硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现：

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: bsp_Init
*    功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
*    形    参：无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_Init(void)
{
    /* 配置MPU */
    MPU_Config();
    
    /* 使能L1 Cache */
    CPU_CACHE_Enable();

    /* 
       STM32H7xx HAL 库初始化，此时系统用的还是H7自带的64MHz，HSI时钟:
       - 调用函数HAL_InitTick，初始化滴答时钟中断1ms。
       - 设置NVIV优先级分组为4。
     */
    HAL_Init();

    /* 
       配置系统时钟到400MHz
       - 切换使用HSE。
       - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock，并重新配置HAL_InitTick。
    */
    SystemClock_Config();

    /* 
       Event Recorder：
       - 可用于代码执行时间测量，MDK5.25及其以上版本才支持，IAR不支持。
       - 默认不开启，如果要使能此选项，务必看V7开发板用户手册第xx章
    */    
#if Enable_EventRecorder == 1  
    /* 初始化EventRecorder并开启 */
    EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
    EventRecorderStart();
#endif
    
    bsp_InitKey();        /* 按键初始化，要放在滴答定时器之前，因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
    bsp_InitTimer();      /* 初始化滴答定时器 */
    bsp_InitUart();    /* 初始化串口 */
    bsp_InitExtIO();    /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */    
    bsp_InitLed();        /* 初始化LED */    
}

MPU配置和Cache配置：

数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区（本例子未用到AXI SRAM）和FMC的扩展IO区。

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: MPU_Config
*    功能说明: 配置MPU
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void MPU_Config( void )
{
    MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;

    /* 禁止 MPU */
    HAL_MPU_Disable();

    /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate，Write allocate */
    MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x24000000;
    MPU_InitStruct.Size             = MPU_REGION_SIZE_512KB;
    MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
    MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER0;
    MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL1;
    MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;

    HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
    
    
    /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
    MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
    MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x60000000;
    MPU_InitStruct.Size             = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;    
    MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
    MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
    MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;    
    MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
    MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER1;
    MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL0;
    MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
    MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
    
    HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);

    /*使能 MPU */
    HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: CPU_CACHE_Enable
*    功能说明: 使能L1 Cache
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void CPU_CACHE_Enable(void)
{
    /* 使能 I-Cache */
    SCB_EnableICache();

    /* 使能 D-Cache */
    SCB_EnableDCache();
}

主功能：

主程序实现如下操作：

上电启动了一个软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
配置HRTIM的TIMER D输出两路PWM，周期都是100KHz，PA11引脚输出占空比50%，PA12引脚输出的占空比25%

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: main
*    功能说明: c程序入口
*    形    参: 无
*    返 回 值: 错误代码(无需处理)
*********************************************************************************************************
*/
int main(void)
{
    uint8_t ucKeyCode;    /* 按键代码 */
    
    bsp_Init();        /* 硬件初始化 */
    PrintfLogo();    /* 打印例程名称和版本等信息 */
    PrintfHelp();    /* 打印操作提示 */

    
    bsp_SetHRTIMOutPWM();
    
    bsp_StartAutoTimer(0, 100);    /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */
    
    while (1)
    {
        bsp_Idle();        /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */

        /* 判断定时器超时时间 */
        if (bsp_CheckTimer(0))    
        {
            /* 每隔100ms 进来一次 */  
            bsp_LedToggle(2);
        }

        /* 按键滤波和检测由后台systick中断服务程序实现，我们只需要调用bsp_GetKey读取键值即可。 */
        ucKeyCode = bsp_GetKey();    /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */
        if (ucKeyCode != KEY_NONE)
        {
            switch (ucKeyCode)
            {
                case KEY_DOWN_K1:            /* K1键按下 */
                    break;

                default:
                    /* 其它的键值不处理 */
                    break;
            }
        }
    }
}

64.8 总结

本章节就为大家讲解这么多，PWM是HRTIM里面相对比较容易掌握，还有一些高级玩法，后续章节为大家做介绍。

posted @ 2020-03-03 13:19 硬汉嵌入式阅读(4484) 评论(0) 编辑收藏举报

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嵌入式系统

【STM32H7教程】第64章 STM32H7的高分辨率定时器HRTIM应用之PWM实现

第64章 STM32H7的高分辨率定时器HRTIM应用之PWM实现

64.1 初学者重要提示

64.2 HRTIM的PWM驱动设计

64.2.1 HRTIM时钟设置

64.2.2 HRTIM的PWM输出引脚

64.2.3 HRTIM初始化和时基配置

64.2.4 HRTIM的Timer D配置

64.2.5 Timer D的输出比较配置

64.2.6 启动PWM输出和Timer D的计数

64.3 HRTIM板级支持包（bsp_hrtim_pwm.c）

64.3.1 函数bsp_SetHRTIMforInt

64.4 HRTIM驱动移植和使用

64.5 实验例程设计框架

64.6 实验例程说明（MDK）

64.7 实验例程说明（IAR）

64.8 总结

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