28. 定时器的互补输出模式
一、什么是互补输出
上图中，CH1 输出黄色的 PWM，它的互补通道 CH1N 输出绿色的 PWM。通过对比，可以知道这两个 PWM 刚好是反过来的，CH1 的 PWM 为高电平期间，CH1N 的 PWM 则是低电平，反之亦然，这就是 互补输出。
上图中，CH1 输出的 PWM 和 CH1N 输出的 PWM 在高低电平转换间，插入了一段时间才实现互补输出。这段时间称为死区时间，可以通过 TIMx_BDTR 寄存器的 DTG[7:0] 位配置控制实现互补输出。这段时间称为 死区时间，可以通过 TIMx_BDTR 寄存器的 DTG[7:0] 位配置控制死区时间的长度。上图中，箭头指出的两段死区时间的长度是一样的，因为都是由同一个死区发生器产生。
二、互补输出的应用场合
带死区控制的互补输出经常被用于控制电机的 H 桥中。
上图是 H 桥的简图，实际控制电机正反转的 H 桥会根据复杂些，而且更多的是使用 MOS 管。上图的 H 桥搭建全部使用的是 NPN，并且导通逻辑都是基极为高电平时导通。如果 Q1 和 Q4 三极管导通，那么电机的电流方向是从左到右（假设电机正转）；如果 Q2 和 Q3 三极管导通，那么电机的电流方向是从右到左（假设电机反转）。上述就是 H 桥控制电机正反转的逻辑原理。但是同一侧的三极管是不可以同时导通的，否则会短路，比如：Q1 和 Q2 同时导通或者 Q3 和 Q4 同时导通，这都是不可取的。
当 OC1N 输出高电平的时候，OC1 输出就是低电平，刚好 Q2 和 Q3 导通，电机的电流方向是从右到左（假设电机反转）；反之，OC1 输出高电平的时候，OC1N 输出就是低电平，刚好 Q1 和 Q4 导通，电机的电流方向是从左到右（假设电机正转），这似乎已经完美解决电机正反转问题了。实际上，元器件是有延迟特性的，比如：控制信号从 OC1 传导至电机，是要经过一定的时间的，复杂的 H 桥电路更是如此。由于元器件特性，就会导致直接使用互补输出信号驱动 H 桥时存在短路现象。为了避免这种情况，于是就有了带死区控制的互补输出来驱动 H 桥电路。用户必须根据与输出相连接的器件及其特性（电平转换器的固有延迟、开关器件产生的延迟）来调整死区时间。
三、死区时间的计算
死区时间是由 TIMx_CR1 寄存器的 CKD[1:0] 位和 TIMx_BDTR 寄存器的 DTG[7:0] 位来设置。
死区时间计算分三步走：
第一步：通过 CKD[1:0] 位确定 \(T_{DTS}\)。根据 CKD[1:0] 位的描述，可以得到下面的式子：
其中：CKD[1:0]：CKD[1:0] 位设置的值。\(F_{CLK}\)：定时器的时钟源频率。
第二步：根据 DTG[7:5] 选择计算公式。
第三步：代入选择的公式计算。
假设定时器时钟源频率是 168MHz，我们设置 CKD[1:0] 位的值为 2，DTG[7:0] 位的值为 250。250 的二进制数为 11111010，即 DTG[7:5]为 111，所以选择第四条公式：\(DT (32 + DTG[4:0] × T_{DTG})\)。代入上面的式子可得：
四、刹车功能
将 TIMx_BDTR 寄存器的位 12 BKE 位置 1 可以使能刹车信号。刹车输入信号极性由位 13 BKP 位设置。使能刹车功能后，由 TIMx_BDTR 的 MOE、OSSI、OSSR 位，TIMx_CR2 的 OISx、OISxN 位，TIMx_CCER 的 CCxE、CCxNE 位控制 OCx 和 OCxN 输出状态。无论何时，OCx 和 OCxN 输出都不能同时处在有效电平。
发生刹车后，会产生如下步骤：
- MOE 位被清零，OCx 和 OCxN 为无效、空闲或复位状态（OSSI位选择）。
- OCx 和 OCxN 的状态：由相关控制位状态决定，当使用互补输出时，会根据情况自动控制输出电平。
- BIF 位置 1，如果使能了 BIE 位，还会产生刹车中断；如果使能了 TDE 位，会产生 DMA 请求。
- 如果 AOE 位置 1，在下一个更新事件 UEV 时，MOE 位被自动置 1。
五、常用的寄存器
5.1、TIM1和TIM8控制寄存器
TIMx_CR1 寄存器 CMS[9:8] 位指示定时器时钟（CK_INT）频率与死区发生器以及数字滤波器（ETR、TIx）所使用的死区及采样时钟（tDTS）之间的分频比。
TIMx_CR1 寄存器位 7（ARPE）用于控制自动重载寄存器是否进行缓冲，如果 ARPE 位置 1，ARR 起缓冲作用，即只有在更新事件发生时才会把 ARR 的值写入其影子寄存器里；如果 ARPE 位置 0，那么修改自动重载寄存器的值时，该值会马上被写入其影子寄存器中，从而立即生效。
TIMx_CR1 寄存器 CMS[6:5] 位，用于设置边沿对齐模式还是中心对齐模式。当 CMS[1:0] 位设置为 00 时，为边沿对齐模式，其它值为中心对齐模式。
TIMx_CR1 寄存器位 4 DIR 位，用于控制定时器的计数方向。设置 DIR 位为 0 时，为递增计数。设置 DIR 位为 1 时，为递减计数。当定时器配置为中心对齐模式或编码器模式时，该位为只读状态。
TIMx_CR1 寄存器位 0 CEN 位，用于使能计数器的工作，必须要设置该位为 1，计数器才会开始计数。
5.2、TIM1和TIM8从模式控制寄存器
该寄存器的 SMS[2:0]位，用于从模式选择，其实就是选择计数器输入时钟的来源。比如通用定时器中断例程中我们设置 SMS[2:0]=000，禁止从模式，这样 PSC 预分频器的时钟就直接来自内部时钟（CK_INT），按照我们例程 System_Clock_Init() 函数的配置，频率为 84Mhz（APB1 总线时钟频率的 2 倍）。
5.3、TIM1和TIM8捕获/比较模式寄存器
该寄存器的有些位在不同模式下，功能不一样，我们前面已经说过。比如我们要让 TIM1 的 CH1 输出 PWM 波为例，该寄存器的模式设置位 OC1M[2:0]就是对应着通道 1 的模式设置，此部分由 3 位组成，总共可以配置成 8 种模式，我们使用的是 PWM 模式，所以这 3 位必须设置为 110 或者 111，分别对应 PWM 模式 1 和 PWM 模式 2。这两种 PWM 模式的区别就是输出有效电平的极性相反，这里我们设置为 PWM 模式 1。位 3 OC1PE 是输出比较通道 1 的预装使能，该位需要置 1，另外 CC1S[1:0]用于设置通道 1 的方向（输入/输出）默认设置为 0，就是设置通道作为输出使用。
5.4、TIM1和TIM8捕获/比较使能寄存器
该寄存器控制着各个输入输出通道的开关和极性。如果我们想让要让 TIM1 的 CH1 输出 PWM 波，这里我们要使能 CC1E 位，该位是通道 1 输入/输出使能位，要想 PWM 从 IO 口输出，这个位必须设置为 1。如果我们想要通道 1 的互补通道输出相反的 PWM 波，我们需要把对应的捕获/比较 1 输出使能位CC1E 置 1。CC1P 和 CC1NP 分别是通道 1 输出和通道 1 互补输出的极性设置位。
5.5、TIM1和TIM8计数器
TIM1/TIM8 的计数寄存器都是 16 位有效的，计数模式可以是递增计数模式、递减计数模式和中心对齐计数模式。和基本定时器一样，可以直接写该寄存器设置计数的初始值，也可以读取该寄存器获取计数器值。
5.6、TIM1和TIM8预分频器
定时器的预分频寄存器都是 16 位的，即写入该寄存器的数值范围是 0 到 65535，表示 1 到 65536 分频。比如我们要 8400 分频，就往该寄存器写入 8399。
5.7、TIM1和TIM8自动重载寄存器
在 F4 系列中，TIM2 和 TIM5 的自动重装载寄存器是 32 位的，其他通用定时器自动重载寄存器是低 16 位有效。该寄存器可以由 APRE 位设置是否进行缓冲。计数器的值会和自动重装寄存器影子寄存器进行比较，当两者相等，定时器就会溢出，从而发生更新事件，如果打开了更新中断，还会发生更新中断。
5.8、TIM1和TIM8捕获/比较寄存器
捕获/比较寄存器（TIMx_CCR1），该寄存器只有 1 个，对应通道 CH1。我们使用的是通道 1。在输出模式下，捕获/比较寄存器影子寄存器的值与 CNT 的值比较，根据比较结果产生相应动作，利用这点，我们通过修改这个寄存器的值，就可以控制 PWM 的占空比了。
5.9、TIM1和TIM8断路和死区寄存器
DTG[7:0] 位，用于设置死区时间。
位 12 BKP 位是选择断路输入信号有效电平。
位 13 BKE 位是断路输入功能，如果我们想要使用断路输入功能，需要将位 12 BKE 位置 1 即可。
位 14 AOE 位是自动输出使能位，如果使能 AOE 位，那么在我们输入刹车信号后再断开了刹车信号，互补的 PWM 会自动恢复输出，如果失能 AOE 位，那么在输入刹车信号后再断开了刹车信号，互补的 PWM 就不会恢复输出，而是一直保持刹车信号输入时的状态。为了方便观察，我们使能该位，即置 1。
位 15 MOE 位是使能主输出，想要高级定时器的通道正常输出，则必须设置 MOE 位为 1。
六、高级定时器对应通道引脚
【1】、TIM1 对应通道引脚及其重映射
| 通道名 | 通道引脚 | 重映射通道引脚 | 互补通道名 | 互补通道引脚 | 互补重映射通道引脚 |
|---|---|---|---|---|---|
| Channel 1 | PA8 | PE9 | Channel 1N | PA7 | PE8/PB13 |
| Channel 2 | PA9 | PE11 | Channel 2N | PB0 | PE10/PB14 |
| Channel 3 | PA10 | PE13 | Channel 3N | PB1 | PE12/PB15 |
| Channel 4 | PA11 | PE14 | Channel 4N |
【2】、TIM8 对应通道引脚及其重映射
| 通道名 | 通道引脚 | 重映射通道引脚 | 互补通道名 | 互补通道引脚 | 互补重映射通道引脚 |
|---|---|---|---|---|---|
| Channel 1 | PC6 | Channel 1N | PA5 | PA7 | |
| Channel 2 | PC7 | Channel 2N | PB0 | PB14 | |
| Channel 3 | PC8 | Channel 3N | PB1 | PB15 | |
| Channel 4 | PC9 | Channel 4N |
七、互补输出配置步骤
7.1、使能定时器时钟和对应通道的GPIO时钟
使能高级定时器的时钟。
#define __HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE() do { \
__IO uint32_t tmpreg = 0x00U; \
SET_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_TIM1EN);\
/* Delay after an RCC peripheral clock enabling */ \
tmpreg = READ_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_TIM1EN);\
UNUSED(tmpreg); \
} while(0U)
#define __HAL_RCC_TIM8_CLK_ENABLE() do { \
__IO uint32_t tmpreg = 0x00U; \
SET_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_TIM8EN);\
/* Delay after an RCC peripheral clock enabling */ \
tmpreg = READ_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_TIM8EN);\
UNUSED(tmpreg); \
} while(0U)
使能定时器通道引脚对应的 GPIO 的时钟。
#define __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE() do { \
__IO uint32_t tmpreg = 0x00U; \
SET_BIT(RCC->AHB1ENR, RCC_AHB1ENR_GPIOAEN);\
/* Delay after an RCC peripheral clock enabling */ \
tmpreg = READ_BIT(RCC->AHB1ENR, RCC_AHB1ENR_GPIOAEN);\
UNUSED(tmpreg); \
} while(0U)
#define __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE() do { \
__IO uint32_t tmpreg = 0x00U; \
SET_BIT(RCC->AHB1ENR, RCC_AHB1ENR_GPIOBEN);\
/* Delay after an RCC peripheral clock enabling */ \
tmpreg = READ_BIT(RCC->AHB1ENR, RCC_AHB1ENR_GPIOBEN);\
UNUSED(tmpreg); \
} while(0U)
#define __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE() do { \
__IO uint32_t tmpreg = 0x00U; \
SET_BIT(RCC->AHB1ENR, RCC_AHB1ENR_GPIOCEN);\
/* Delay after an RCC peripheral clock enabling */ \
tmpreg = READ_BIT(RCC->AHB1ENR, RCC_AHB1ENR_GPIOCEN);\
UNUSED(tmpreg); \
} while(0U)
#define __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE() do { \
__IO uint32_t tmpreg = 0x00U; \
SET_BIT(RCC->AHB1ENR, RCC_AHB1ENR_GPIODEN);\
/* Delay after an RCC peripheral clock enabling */ \
tmpreg = READ_BIT(RCC->AHB1ENR, RCC_AHB1ENR_GPIODEN);\
UNUSED(tmpreg); \
} while(0U)
7.2、配置定时器基本工作参数
HAL 库提供定时器输出 PWM 的初始化函数，它的说明如下：
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_PWM_Init(TIM_HandleTypeDef *htim);
其中，htim 是 TIM_HandleTypeDef 结构体类型指针变量（亦称定时器句柄），结构体定义如下：
typedef struct
{
TIM_TypeDef *Instance; // 寄存器基地址
TIM_Base_InitTypeDef Init; // 定时器初始化结构体
HAL_TIM_ActiveChannel Channel; // 定时器通道
DMA_HandleTypeDef *hdma[7]; // DMA管理结构体
HAL_LockTypeDef Lock; // 锁对象
__IO HAL_TIM_StateTypeDef State; // 定时器状态
__IO HAL_TIM_ChannelStateTypeDef ChannelState[4]; // 定时器通道状态
__IO HAL_TIM_ChannelStateTypeDef ChannelNState[4]; // 定时器互补通道状态
__IO HAL_TIM_DMABurstStateTypeDef DMABurstState; // DMA溢出状态
} TIM_HandleTypeDef;
Instance：指向定时器寄存器基地址，可选值如下：
#define TIM1 ((TIM_TypeDef *) TIM1_BASE)
#define TIM8 ((TIM_TypeDef *) TIM8_BASE)
Init：定时器初始化结构体，用于配置定时器的相关参数，它的定义如下：
typedef struct
{
uint32_t Prescaler; // 预分频系数
uint32_t CounterMode; // 计数模式
uint32_t Period; // 自动重装载值
uint32_t ClockDivision; // 时钟分频因子
uint32_t RepetitionCounter; // 重复计数器值
uint32_t AutoReloadPreload; // 自动重装载值预载入功能
} TIM_Base_InitTypeDef;
Prescaler：预分频系数，即写入预分频寄存器的值，范围 0 到 65535。
CounterMode：计数器计数模式，。
#define TIM_COUNTERMODE_UP 0x00000000U /*!< Counter used as up-counter */
#define TIM_COUNTERMODE_DOWN TIM_CR1_DIR /*!< Counter used as down-counter */
#define TIM_COUNTERMODE_CENTERALIGNED1 TIM_CR1_CMS_0 /*!< Center-aligned mode 1 */
#define TIM_COUNTERMODE_CENTERALIGNED2 TIM_CR1_CMS_1 /*!< Center-aligned mode 2 */
#define TIM_COUNTERMODE_CENTERALIGNED3 TIM_CR1_CMS /*!< Center-aligned mode 3 */
Period：自动重载值，即写入自动重载寄存器的值，范围 0 到 65535。
AutoReloadPreload：自动重载预装载使能，即控制寄存器 1（TIMx_CR1）的 ARPE 位。
#define TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE 0x00000000U /*!< TIMx_ARR register is not buffered */
#define TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE TIM_CR1_ARPE /*!< TIMx_ARR register is buffered */
该函数的返回值是 HAL_StatusTypeDef 枚举类型的值，有 4 个，分别是 HAL_OK 表示 成功，HAL_ERROR 表示 错误，HAL_BUSY 表示 忙碌，HAL_TIMEOUT 表示 超时。
typedef enum
{
HAL_OK = 0x00U, // 成功
HAL_ERROR = 0x01U, // 错误
HAL_BUSY = 0x02U, // 忙碌
HAL_TIMEOUT = 0x03U // 超时
} HAL_StatusTypeDef;
7.3、设置对应通道引脚的工作模式
HAL 库中，提供 HAL_GPIO_Init() 函数用于配置 GPIO 功能模式，初始化 GPIO。该函数的声明如下：
void HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init);
该函数的第一个形参 GPIOx 用来 指定端口号，可选值如下：
#define GPIOA ((GPIO_TypeDef *) GPIOA_BASE)
#define GPIOB ((GPIO_TypeDef *) GPIOB_BASE)
#define GPIOC ((GPIO_TypeDef *) GPIOC_BASE)
#define GPIOE ((GPIO_TypeDef *) GPIOE_BASE)
第二个参数是 GPIO_InitTypeDef 类型的结构体变量，用来 设置 GPIO 的工作模式，其定义如下：
typedef struct
{
uint32_t Pin; // 引脚号
uint32_t Mode; // 模式设置
uint32_t Pull; // 上下拉设置
uint32_t Speed; // 速度设置
uint32_t Alternate; // 复用功能设置
}GPIO_InitTypeDef;
成员 Pin 表示 引脚号，范围：GPIO_PIN_0 到 GPIO_PIN_15。
#define GPIO_PIN_0 ((uint16_t)0x0001) /* Pin 0 selected */
#define GPIO_PIN_1 ((uint16_t)0x0002) /* Pin 1 selected */
#define GPIO_PIN_2 ((uint16_t)0x0004) /* Pin 2 selected */
#define GPIO_PIN_3 ((uint16_t)0x0008) /* Pin 3 selected */
#define GPIO_PIN_4 ((uint16_t)0x0010) /* Pin 4 selected */
#define GPIO_PIN_5 ((uint16_t)0x0020) /* Pin 5 selected */
#define GPIO_PIN_6 ((uint16_t)0x0040) /* Pin 6 selected */
#define GPIO_PIN_7 ((uint16_t)0x0080) /* Pin 7 selected */
#define GPIO_PIN_8 ((uint16_t)0x0100) /* Pin 8 selected */
#define GPIO_PIN_9 ((uint16_t)0x0200) /* Pin 9 selected */
#define GPIO_PIN_10 ((uint16_t)0x0400) /* Pin 10 selected */
#define GPIO_PIN_11 ((uint16_t)0x0800) /* Pin 11 selected */
#define GPIO_PIN_12 ((uint16_t)0x1000) /* Pin 12 selected */
#define GPIO_PIN_13 ((uint16_t)0x2000) /* Pin 13 selected */
#define GPIO_PIN_14 ((uint16_t)0x4000) /* Pin 14 selected */
#define GPIO_PIN_15 ((uint16_t)0x8000) /* Pin 15 selected */
成员 Mode 是 GPIO 的 模式选择，有以下选择项：
#define GPIO_MODE_AF_PP 0x00000002U // 推挽式复用
成员 Pull 用于 配置上下拉电阻，有以下选择项：
#define GPIO_NOPULL 0x00000000U // 无上下拉
#define GPIO_PULLUP 0x00000001U // 上拉
#define GPIO_PULLDOWN 0x00000002U // 下拉
成员 Speed 用于 配置 GPIO 的速度，有以下选择项：
#define GPIO_SPEED_FREQ_LOW 0x00000000U // 低速
#define GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM 0x00000001U // 中速
#define GPIO_SPEED_FREQ_HIGH 0x00000002U // 高速
#define GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH 0x00000003U // 极速
成员 Alternate 用于 配置具体的复用功能，不同的 GPIO 口可以复用的功能不同，具体可参考数据手册。
#define GPIO_AF1_TIM1 ((uint8_t)0x01) /* TIM1 Alternate Function mapping */
#define GPIO_AF3_TIM8 ((uint8_t)0x03) /* TIM8 Alternate Function mapping */
7.4、配置PWM模式和比较值
定时器的 PWM 通道设置初始化函数。其声明如下：
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(TIM_HandleTypeDef *htim, TIM_OC_InitTypeDef *sConfig, uint32_t Channel);
其中，htim 是 TIM_HandleTypeDef 结构体类型指针变量（亦称定时器句柄）。
sConfig 是 TIM_OC_InitTypeDef 结构体类型指针变量，用于配置定时器的输出比较参数。
typedef struct
{
uint32_t OCMode; // 输出比较模式选择
uint32_t Pulse; // 设置比较值
uint32_t OCPolarity; // 设置输出比较极性
uint32_t OCNPolarity; // 设置互补输出比较极性
uint32_t OCFastMode; // 使能或失能输出比较快速模式
uint32_t OCIdleState; // 空闲状态OC1输出
uint32_t OCNIdleState; // 空闲状态OC1N输出
} TIM_OC_InitTypeDef;
成员变量 OCMode 用来 设置模式，可选值如下：
#define TIM_OCMODE_PWM1 (TIM_CCMR1_OC1M_2 | TIM_CCMR1_OC1M_1) /*!< PWM mode 1 */
#define TIM_OCMODE_PWM2 (TIM_CCMR1_OC1M_2 | TIM_CCMR1_OC1M_1 | TIM_CCMR1_OC1M_0) /*!< PWM mode 2 */
成员变量 Pulse 用来 设置捕获比较值。
成员变量 TIM_OCPolarity 用来 设置输出极性。
#define TIM_OCPOLARITY_HIGH 0x00000000U /*!< Capture/Compare output polarity */
#define TIM_OCPOLARITY_LOW TIM_CCER_CC1P /*!< Capture/Compare output polarity */
成员变量 OCNPolarity 用来 设置互补输出比较极性。
#define TIM_OCNPOLARITY_HIGH 0x00000000U /*!< Capture/Compare complementary output polarity */
#define TIM_OCNPOLARITY_LOW TIM_CCER_CC1NP /*!< Capture/Compare complementary output polarity */
成员变量 OCIdleState 用来 空闲状态OC1输出。
#define TIM_OCIDLESTATE_SET TIM_CR2_OIS1 /*!< Output Idle state: OCx=1 when MOE=0 */
#define TIM_OCIDLESTATE_RESET 0x00000000U /*!< Output Idle state: OCx=0 when MOE=0 */
成员变量 OCNIdleState 用来 空闲状态OC1N输出。
#define TIM_OCNIDLESTATE_SET TIM_CR2_OIS1N /*!< Complementary output Idle state: OCxN=1 when MOE=0 */
#define TIM_OCNIDLESTATE_RESET 0x00000000U /*!< Complementary output Idle state: OCxN=0 when MOE=0 */
Channel 是定时器通道，范围：TIM_CHANNEL_1 到 TIM_CHANNEL_4。
#define TIM_CHANNEL_1 0x00000000U /*!< Capture/compare channel 1 identifier */
#define TIM_CHANNEL_2 0x00000004U /*!< Capture/compare channel 2 identifier */
#define TIM_CHANNEL_3 0x00000008U /*!< Capture/compare channel 3 identifier */
#define TIM_CHANNEL_4 0x0000000CU /*!< Capture/compare channel 4 identifier */
#define TIM_CHANNEL_ALL 0x0000003CU /*!< Global Capture/compare channel identifier */
该函数的返回值是 HAL_StatusTypeDef 枚举类型的值，有 4 个，分别是 HAL_OK 表示 成功，HAL_ERROR 表示 错误，HAL_BUSY 表示 忙碌，HAL_TIMEOUT 表示 超时。
7.5、配置刹车功能和死区时间
设置死区参数，比如：设置死区时间、运行模式的关闭输出状态、空闲模式的关闭输出状态、刹车输入有效信号极性和是否允许刹车后自动恢复输出等。
HAL_StatusTypeDef HAL_TIMEx_ConfigBreakDeadTime(TIM_HandleTypeDef *htim, const TIM_BreakDeadTimeConfigTypeDef *sBreakDeadTimeConfig);
其中，htim 是 TIM_HandleTypeDef 结构体类型指针变量（亦称定时器句柄）。
sBreakDeadTimeConfig 是 TIM_BreakDeadTimeConfigTypeDef 结构体类型指针变量，用于配置定时器的死区参数。
typedef struct
{
uint32_t OffStateRunMode; // 运行模式下的关闭状态选择
uint32_t OffStateIDLEMode; // 空闲模式下的关闭状态选择
uint32_t LockLevel; // 寄存器锁定设置
uint32_t DeadTime; // 死区时间设置
uint32_t BreakState; // 是否使能刹车功能
uint32_t BreakPolarity; // 刹车极性选择
uint32_t BreakFilter; // 刹车输入滤波器设置
uint32_t AutomaticOutput; // 自动恢复输出使能，即使能AOE位
} TIM_BreakDeadTimeConfigTypeDef;
成员变量 OffStateRunMode 用来配置 运行模式下的关闭状。
#define TIM_OSSR_ENABLE TIM_BDTR_OSSR /*!< When inactive, OC/OCN outputs are enabled (still controlled by the timer) */
#define TIM_OSSR_DISABLE 0x00000000U /*!< When inactive, OC/OCN outputs are disabled (not controlled any longer by the timer) */
成员变量 OffStateIDLEMode 用来配置 空闲模式下的关闭状态。
#define TIM_OSSI_ENABLE TIM_BDTR_OSSI /*!< When inactive, OC/OCN outputs are enabled (still controlled by the timer) */
#define TIM_OSSI_DISABLE 0x00000000U /*!< When inactive, OC/OCN outputs are disabled (not controlled any longer by the timer) */
成员变量 LockLevel 用来配置 寄存器锁定。
#define TIM_OSSI_ENABLE TIM_BDTR_OSSI /*!< When inactive, OC/OCN outputs are enabled (still controlled by the timer) */
#define TIM_OSSI_DISABLE 0x00000000U /*!< When inactive, OC/OCN outputs are disabled (not controlled any longer by the timer) */
成员变量 BreakState 用来配置 是否使能刹车功能。
#define TIM_BREAK_ENABLE TIM_BDTR_BKE /*!< Break input BRK is enabled */
#define TIM_BREAK_DISABLE 0x00000000U /*!< Break input BRK is disabled */
成员变量 BreakPolarity 用来配置 刹车极性。
#define TIM_BREAKPOLARITY_LOW 0x00000000U /*!< Break input BRK is active low */
#define TIM_BREAKPOLARITY_HIGH TIM_BDTR_BKP /*!< Break input BRK is active high */
成员变量 AutomaticOutput 用来配置 自动恢复输出使能，即使能 AOE 位。
#define TIM_AUTOMATICOUTPUT_DISABLE 0x00000000U /*!< MOE can be set only by software */
#define TIM_AUTOMATICOUTPUT_ENABLE TIM_BDTR_AOE /*!< MOE can be set by software or automatically at the next update event (if none of the break inputs BRK and BRK2 is active) */
该函数的返回值是 HAL_StatusTypeDef 枚举类型的值，有 4 个，分别是 HAL_OK 表示 成功，HAL_ERROR 表示 错误，HAL_BUSY 表示 忙碌，HAL_TIMEOUT 表示 超时。
7.6、使能输出并启动计数器
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_PWM_Start(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel);
其中，htim 是 TIM_HandleTypeDef 结构体类型指针变量（亦称定时器句柄）。
Channel 是 定时器通道，范围：TIM_CHANNEL_1 到 TIM_CHANNEL_4。
该函数的返回值是 HAL_StatusTypeDef 枚举类型的值，有 4 个，分别是 HAL_OK 表示 成功，HAL_ERROR 表示 错误，HAL_BUSY 表示 忙碌，HAL_TIMEOUT 表示 超时。
7.7、使能互补输出
HAL_StatusTypeDef HAL_TIMEx_PWMN_Start(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel)
其中，htim 是 TIM_HandleTypeDef 结构体类型指针变量（亦称定时器句柄）。
Channel 是 定时器通道，范围：TIM_CHANNEL_1 到 TIM_CHANNEL_4。
该函数的返回值是 HAL_StatusTypeDef 枚举类型的值，有 4 个，分别是 HAL_OK 表示 成功，HAL_ERROR 表示 错误，HAL_BUSY 表示 忙碌，HAL_TIMEOUT 表示 超时。
7.8、修改比较值控制占空比
#define __HAL_TIM_SET_COMPARE(__HANDLE__, __CHANNEL__, __COMPARE__) \
(((__CHANNEL__) == TIM_CHANNEL_1) ? ((__HANDLE__)->Instance->CCR1 = (__COMPARE__)) :\
((__CHANNEL__) == TIM_CHANNEL_2) ? ((__HANDLE__)->Instance->CCR2 = (__COMPARE__)) :\
((__CHANNEL__) == TIM_CHANNEL_3) ? ((__HANDLE__)->Instance->CCR3 = (__COMPARE__)) :\
((__HANDLE__)->Instance->CCR4 = (__COMPARE__)))
__HANDLE__ 是 TIM_HandleTypeDef 结构体类型指针变量，__CHANNEL__ 对应 PWM 的输出通道，__COMPARE__ 则是要写到捕获/比较寄存器（TIMx_CCR1/2/3/4）的值。实际上该宏定义最终还是往对应的捕获/比较寄存器写入比较值来控制 PWM 波的占空比。
八、程序源码
这时，我们将定时器 1 设置为自增计数模式。定时器 1 的时钟源频率为 2 倍 APB2 总线时钟频率，即频率为 168MHz，当预分频寄存器的值为 167，自动重载寄存器的值为 999。根据定时器溢出公式由公式得：
由频率是周期的倒数关系得到 PWM 的频率为 1MHz。
我们设置 CKD[1:0] 位的值为 2，代入上面的式子可得：
设置 DTG 为 100，它的二进制数为：0110 0100，即 DTG[7:5] 为 011，所以选择第一条公式：\(DT = DTG[7:0] × T_{DTG}\)
定时器 1 初始化函数，内容如下：
TIM_HandleTypeDef g_tim1_handle;
/**
* @brief 定时器PWM功能初始化函数
*
* @param htim 定时器句柄
* @param TIMx 定时器寄存器基地址，可选值: TIMx, x可选范围: [1, 8]
* @param prescaler 预分频系数，可选值: 0 ~ 65535
* @param period 自动重装载值，可选值: 0 ~ 65535
* @param channel 输出PWM的通道，可选值: TIM_CHANNEL_x, x可选范围: 1 ~ 4
* @param polarity 输出比较极性，可选值: [TIM_OCPOLARITY_LOW, TIM_OCPOLARITY_HIGH]
* @param NPolarity 输出比较极性，可选值: [TIM_OCNPOLARITY_LOW, TIM_OCNPOLARITY_HIGH]
* @param pluse 输出比较值，可选值: 0 ~ 65535
* @param deadTime 死区时间，可选值: 0 ~ 65535
* @param breakPolarity 刹车极性，可选值: [TIM_BREAKPOLARITY_LOW, TIM_BREAKPOLARITY_HIGH]
*/
void TIM_OCN_Init(TIM_HandleTypeDef *htim, TIM_TypeDef *TIMx, uint16_t prescaler, uint16_t period, uint32_t channel, uint32_t polarity, uint32_t NPolarity, uint32_t pluse, uint32_t deadTime, uint32_t breakPolarity)
{
TIM_OC_InitTypeDef TIM_OC_InitStruct = {0};
TIM_BreakDeadTimeConfigTypeDef TIM_BreakDeadTimeConfigStruct = {0};
htim->Instance = TIMx; // 定时器寄存器基地址
htim->Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; // 计数模式
htim->Init.Prescaler = prescaler; // 预分频系数
htim->Init.Period = period; // 自动重装载值
HAL_TIM_PWM_Init(htim);
TIM_OC_InitStruct.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1; // PWM模式1
TIM_OC_InitStruct.Pulse = pluse; // 比较值
TIM_OC_InitStruct.OCPolarity = polarity; // 输出比较极性
TIM_OC_InitStruct.OCIdleState = TIM_OCIDLESTATE_RESET; // 输出比较空闲状态
TIM_OC_InitStruct.OCNPolarity = NPolarity; // 互补输出比较极性
TIM_OC_InitStruct.OCNIdleState = TIM_OCNIDLESTATE_RESET; // 互补输出比较空闲状态
HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(htim, &TIM_OC_InitStruct, channel);
TIM_BreakDeadTimeConfigStruct.OffStateRunMode = TIM_OSSR_DISABLE; // 运行模式下的关闭状态选择
TIM_BreakDeadTimeConfigStruct.OffStateIDLEMode = TIM_OSSI_DISABLE; // 空闲模式下的关闭状态选择
TIM_BreakDeadTimeConfigStruct.LockLevel = TIM_LOCKLEVEL_OFF; // 寄存器锁定设置
TIM_BreakDeadTimeConfigStruct.DeadTime = deadTime; // 死区时间
TIM_BreakDeadTimeConfigStruct.BreakState = TIM_BREAK_ENABLE; // 刹车使能
TIM_BreakDeadTimeConfigStruct.BreakPolarity = breakPolarity; // 刹车极性
TIM_BreakDeadTimeConfigStruct.AutomaticOutput = TIM_AUTOMATICOUTPUT_ENABLE; // 自动恢复输出使能
HAL_TIMEx_ConfigBreakDeadTime(htim, &TIM_BreakDeadTimeConfigStruct);
}
定时器 PWM 模式底层初始化函数，内容如下：
/**
* @brief 定时器PWM模式底层初始化函数
*
* @param htim 定时器句柄
*/
void HAL_TIM_PWM_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
if (htim->Instance == TIM1)
{
__HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE(); // 使能TIM1的时钟
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); // 使能TIM1的Channel 1和Channel N1对应的GPIO时钟
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_7 | GPIO_PIN_8; // TIM1的Channel 1和Channel N1对应的GPIO引脚
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; // 复用功能
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; // 不使用上下拉
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; // GPIO输出速度
GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF1_TIM1; // 复用功能选择
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}
}
main() 函数，内容如下：
int main(void)
{
HAL_Init();
System_Clock_Init(8, 336, 2, 7);
Delay_Init(168);
TIM_OCN_Init(&g_tim1_handle, TIM1, 167, 999, TIM_CHANNEL_1, TIM_OCPOLARITY_HIGH, TIM_OCNPOLARITY_HIGH, 5, 100, TIM_BREAKPOLARITY_HIGH);
HAL_TIM_PWM_Start(&g_tim1_handle, TIM_CHANNEL_1); // 使能输出并启动计数器
HAL_TIMEx_PWMN_Start(&g_tim1_handle, TIM_CHANNEL_1); // 使能互补输出
while (1)
{
}
return 0;
}
