第五十六章：CH32V103应用教程——TIM-单脉冲模式

草帽王子

本章教程主要进行单脉冲输出演示：在单脉冲模式下，TIM2_CH2(PA1)引脚检测到一个上升沿，则在TIM2_CH1(PA0) 输出正脉冲。


1、TIM简介及相关函数介绍

单脉冲模式可以用于让微控制器响应一个特定的事件，使之在一个延迟之后产生一个脉冲，延迟和脉冲的宽度可编程。置 OPM 位可以使核心计数器在产生下一个更新事件 UEV 时（计数器翻转到 0）停止。

可以通过从模式控制器启动计数器，在输出比较模式或者PWM模式下产生 波形。设置控制寄存器1（TIMx_CTLR1）中的OPM位为1将选择在单脉冲模式下，在发生下一次更新事件(清除CEN位)时，计数器停止。

仅当比较值与计数器的初始值不同时，才能产生一个脉冲。启动之前(当定时器正在等待触发)，必须如下配置：

● 向上计数方式：计数器CNT < CCRx ≤ ATRLR (特别地, 0 < CCRx)，
● 向下计数方式：计数器CNT > CCRx。

如图，需要在TI2输入引脚上检测到一个上升沿开始，延迟Tdelay之后，在OC1上产生一个长度为Tpulse的正脉冲：

1）设定 TI2 为触发。

• 设置比较/捕获控制寄存器 1（TIM1_CHCTLR1）CC2S域为01b，把IC2映射到TI2；
• 设置比较/捕获使能寄存器（TIM1_CCER）的CC2P位为 0b，IC2设为上升沿检测；
• 设置从模式控制寄存器（TIM1_SMCFGR）TS域为 110b，TI2FP2 设为触发源；
• 设置从模式控制寄存器（TIM1_SMCFGR）SMS域为110b，TI2FP2 被用来启动计数器；
  

2）Tdelay 由比较捕获寄存器的的值确定，Tpulse 由自动重装值寄存器的值和比较捕获寄存器的值确定

假定当发生比较匹配时要产生从0到1的波形，当计数器达到预装载值时要产生一个从1到0的波形：

• 首先要设置比较/捕获控制寄存器 1（TIMx_CHCTLR1）的OC1M=111，进入PWM模式2；
• 根据需要有选择地使能预装载寄存器：设置比较/捕获控制寄存器 1（TIMx_CHCTLR1）的OC1PE=1和控制寄存器1（TIMx_CTLR1）中的ARPE；
• 然后在比较捕获寄存器（TIMx_CH1CVR）中填写比较值，在自动重装值寄存器（TIMx_ATRLR）中填写自动装载值；
• 最后设置事件产生寄存器（TIMx_SWEVGR ）的UG位来产生一个更新事件，然后等待在TI2上的一个外部触发事件。
  

在此配置中，CC1P=0，TIMx_CTLR1寄存器中的DIR和CMS位应该置低。因为只需要一个脉冲，所以必须设置TIMx_CTLR1寄存器中的OPM=1，在下一个更新事件(当计数器从自动装载值翻转到0)时停止计数。

特殊情况： OCx快速使能：在单脉冲模式下，在TIx输入脚的边沿检测逻辑设置CEN位以启动计数器。然后计数器和比较值间的比较操作产生了输出的转换。但是这些操作需要一定的时钟周期，因此它限制了可得到的最小延时Tdelay。

如果要以最小延时输出波形，可以设置比较捕获控制寄存器1（TIMx_CHCTLR1）中的OCxFE位；此时OCxREF(和OCx)直接响应激励而不再依赖比较的结果，输出的波形与比较匹配时的波形一样。OCxFE只在通道配置为PWM1和PWM2模式时起作用。


2、硬件设计

本章教程主要进行单脉冲输出演示：在单脉冲模式下，TIM2_CH2(PA1)引脚检测到一个上升沿，则在TIM2_CH1(PA0) 输出正脉冲。需要将PA1引脚与开发板3.3V引脚连接，PA0引脚与逻辑分析仪或者示波器连接检测输出正脉冲。


3、软件设计

本章教程主要进行单脉冲输出实验，具体程序如下：
tim.h文件

1. #ifndef __TIM_H
   
2. #define __TIM_H
   
3. 
   
4. #include "ch32v10x_conf.h"
   
5. 
   
6. void One_Pulse_Init( u16 arr, u16 psc, u16 ccp );
   
7. 
   
8. #endif

复制代码

tim.h文件主要进行函数的声明；
tim.c文件

1. #include "tim.h"
   
2. 
   
3. /*******************************************************************************
   
4. * Function Name  : One_Pulse_Init
   
5. * Description    : Initializes TIM1 one pulse.
   
6. * Input          : arr: the period value.
   
7. *                  psc: the prescaler value.
   
8. *                  ccp: the pulse value.
   
9. * Return         : None
   
10. *******************************************************************************/
    
11. void One_Pulse_Init( u16 arr, u16 psc, u16 ccp )
    
12. {
    
13.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
14.     TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
    
15.     TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure;
    
16.     TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
    
17. 
    
18.     RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );
    
19.     RCC_APB1PeriphClockCmd( RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE );
    
20. 
    
21.     //GPIO初始化配置
    
22.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
    
23.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    
24.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    
25.     GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure );
    
26. 
    
27.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
    
28.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;
    
29.     GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    
30. 
    
31.     //时基结构体初始化
    
32.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr;  //自动重装值寄存器的值
    
33.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = psc;   //驱动CNT计数器的时钟 = Fck_int/(psc+1)
    
34.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;  //时钟分频因子 ，配置死区时间时需要用到
    
35.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //计数器计数模式，设置为向上计数
    
36.     TIM_TimeBaseInit( TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);  //初始化定时器
    
37. 
    
38.     //输出比较结构体初始化
    
39.     TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;  //输出比较模式选择
    
40.     TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;  //输出使能
    
41.     TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = ccp;  //设置占空比大小
    
42.     TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;  //输出通道电平极性配置
    
43.     TIM_OC1Init( TIM2, &TIM_OCInitStructure );
    
44. 
    
45.     //输入捕获结构体初始化
    
46.     TIM_ICStructInit( &TIM_ICInitStructure );
    
47.     TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2;  //配置输入捕获通道，根据具体GPIO配置
    
48.     TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;  //设置输入的需要被捕获的信号的分频系数
    
49.     TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00;  //设置输入的需要被捕获的信号的滤波系数
    
50.     TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;  //配置输入捕获信号的极性
    
51.     TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;  //设置输入通道和捕获通道的映射关系
    
52.     TIM_ICInit( TIM2, &TIM_ICInitStructure );
    
53. 
    
54.     TIM_SelectOnePulseMode( TIM2,TIM_OPMode_Single );
    
55.     TIM_SelectInputTrigger( TIM2, TIM_TS_TI2FP2 );
    
56.     TIM_SelectSlaveMode( TIM2, TIM_SlaveMode_Trigger );
    
57. }
    
58. 
    

复制代码

tim.c文件主要进行单脉冲输出配置。主要进行PA1检测上升沿引脚的配置以及PA0单脉冲输出引脚的配置。
main.c文件

1. int main(void)
   
2. {
   
3.     USART_Printf_Init(115200);
   
4.     printf("SystemClk:%d\r\n",SystemCoreClock);
   
5. 
   
6.     One_Pulse_Init( 200, 48000-1, 100 );
   
7. 
   
8.     while(1);
   
9. }

复制代码

main.c文件主要进行函数的初始化。


4、下载验证

将编译好的程序下载到开发版并复位，将PA1引脚与开发板3.3V引脚连接检测上升沿，使用逻辑分析仪采集PA0引脚的单脉冲输出，采集单脉冲输出如下：
当检测到一次上升沿，产生一次脉冲

55、TIM-单脉冲输出.rar
55、TIM-单脉冲输出.rar (476.43 KB, 下载次数: 9)

2021-9-10 17:46 上传

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完