第五十七章：CH32V103应用教程——TIM-输出比较

草帽王子

本章教程演示TIM_CH1(PA8)引脚在4种输出比较模式下，输出波形。4种模式及现象如下：

1、TIM输出比较时间模式，即比较/捕获控制寄存器 1（TIM1_CHCTLR1）OCxM域设置为000：冻结。比较捕获寄存器的值与核心计数器间的比较值对OC1REF不起作用；
2、TIM输出比较主动模式，即比较/捕获控制寄存器 1（TIM1_CHCTLR1）OCxM域设置为001：强制设为有效电平。当核心计数器与比较捕获寄存器1的值相同时，强制OC1REF为高；
3、TIM输出比较非主动模式，即比较/捕获控制寄存器 1（TIM1_CHCTLR1）OCxM域设置为010：强制设为无效电平。当核心计数器的值与比较捕获寄存器1相同时，强制OC1REF为低；
4、TIM输出比较触发模式，即比较/捕获控制寄存器 1（TIM1_CHCTLR1）OCxM域设置为011：翻转。当核心计数器与比较捕获寄存器1的值相同时，翻转OC1REF的电平。


1、TIM简介及相关函数介绍

比较输出模式是定时器的基本功能之一。比较输出模式的原理是在核心计数器（CNT）的值与比较捕获寄存器的值一致时，输出特定的变化或波形。OCxM 域（在 R16_TIMx_CHCTLRx 中）和 CCxP 位（在 R16_TIMx_CCER 中）决定输出的是确定的高低电平还是电平翻转。产生比较一致事件时还会置CCxIF 位，如果预先置了 CCxIE 位，则会产生一个中断；如果预先设置了 CCxDE 位，则会产生一个 DMA请求。

配置为比较输出模式的步骤为下：

1）配置核心计数器（CNT）的时钟源和自动重装值；
2）设置好需要对比的计数值到比较捕获寄存器（R16_TIMx_CHxCVR）中；
3）如果需要产生中断，置 CCxIE 位；
4）保持 OCxPE 为 0，禁用比较捕获寄存器的预装载寄存器；
5）设定输出模式，设置 OCxM 域和 CCxP 位；
6）使能输出，置 CCxE 位；
7）置 CEN 位启动定时器；

关于CH32V103 TIM具体信息，可参考CH32V103应用手册。TIM标准库函数在第七章节已介绍，在此不再赘述。


2、硬件设计

本章教程演示TIM_CH1(PA8)引脚在4种输出比较模式下输出波形，因此只需要将开发板PA8引脚与外部设备连接即可，此处将PA8引脚与逻辑分析仪连接检测PWM波形。


3、软件设计

本章教程演示TIM_CH1(PA8)引脚在4种输出比较模式下输出波形，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. /* Output Compare Mode Definition */
   
7. #define OutCompare_Timing   0
   
8. #define OutCompare_Active   1
   
9. #define OutCompare_Inactive 2
   
10. #define OutCompare_Toggle   3
    
11. 
    
12. /* Output Compare Mode Selection */
    
13. //#define OutCompare_MODE OutCompare_Timing
    
14. //#define OutCompare_MODE OutCompare_Active
    
15. //#define OutCompare_MODE OutCompare_Inactive
    
16. #define OutCompare_MODE OutCompare_Toggle
    
17. 
    
18. void TIM1_OutCompare_Init( u16 arr, u16 psc, u16 ccp );
    
19. 
    
20. #endif

复制代码

tim.h文件主要进行相关宏定义和函数声明；
tim.c文件

1. #include "tim.h"
   
2. 
   
3. /*******************************************************************************
   
4. * Function Name  : TIM1_OutCompare_Init
   
5. * Description    : Initializes TIM1 output compare.
   
6. * Input          : arr: the period value.
   
7. *                  psc: the prescaler value.
   
8. *                                    ccp: the pulse value.
   
9. * Return         : None
   
10. *******************************************************************************/
    
11. void TIM1_OutCompare_Init( u16 arr, u16 psc, u16 ccp )
    
12. {
    
13.     GPIO_InitTypeDef        GPIO_InitStructure;
    
14.     TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
    
15.     TIM_OCInitTypeDef       TIM_OCInitStructure;
    
16.     NVIC_InitTypeDef        NVIC_InitStructure;
    
17. 
    
18.     RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE );
    
19. 
    
20.     //输出比较通道 GPIO 初始化
    
21.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;
    
22.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    
23.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    
24.     GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure );
    
25. 
    
26.     //时基结构体初始化
    
27.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr;  //自动重装值寄存器的值
    
28.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = psc;  //驱动CNT计数器的时钟 = Fck_int/(psc+1)
    
29.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;  //时钟分频因子 ，配置死区时间时需要用到
    
30.     TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //计数器计数模式，设置为向上计数
    
31.     TIM_TimeBaseInit( TIM1, &TIM_TimeBaseInitStructure);  //初始化定时器
    
32. 
    
33.     //输出比较结构体初始化
    
34.     //输出比较模式选择
    
35.     //1、TIM输出比较时间模式，即比较/捕获控制寄存器 1（TIM1_CHCTLR1）OCxM域设置为000：冻结。比较捕获寄存器的值与核心计数器间的比较值对OC1REF不起作用；
    
36. #if (OutCompare_MODE == OutCompare_Timing)
    
37.     TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Timing;  //定时器输出比较时间模式；
    
38. 
    
39.     //2、TIM输出比较主动模式，即比较/捕获控制寄存器 1（TIM1_CHCTLR1）OCxM域设置为001：强制设为有效电平。当核心计数器与比较捕获寄存器1的值相同时，强制OC1REF为高；
    
40. #elif (OutCompare_MODE == OutCompare_Active)
    
41.     TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Active;  //定时器输出比较主动模式；
    
42. 
    
43.     //3、TIM输出比较非主动模式，即比较/捕获控制寄存器 1（TIM1_CHCTLR1）OCxM域设置为010：强制设为无效电平。当核心计数器的值与比较捕获寄存器1相同时，强制OC1REF为低；
    
44. #elif (OutCompare_MODE == OutCompare_Inactive)
    
45.     TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Inactive;  //定时器输出比较非主动模式；
    
46. 
    
47.     //4、TIM输出比较触发模式，即比较/捕获控制寄存器 1（TIM1_CHCTLR1）OCxM域设置为011：翻转。当核心计数器与比较捕获寄存器1的值相同时，翻转OC1REF的电平。
    
48. #elif (OutCompare_MODE == OutCompare_Toggle)
    
49.     TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Toggle;  //定时器输出比较触发模式。
    
50. 
    
51. #endif
    
52.    
    
53.     TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;  //输出使能
    
54.     TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = ccp;  //设置占空比大小
    
55.     TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;  //输出通道电平极性配置
    
56.     TIM_OC1Init( TIM1, &TIM_OCInitStructure );
    
57.    
    
58.     //初始化TIM NVIC，设置中断优先级分组
    
59.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;           //TIM3中断
    
60.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //设置抢占优先级0
    
61.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;        //设置响应优先级3
    
62.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;           //使能通道1中断
    
63.     NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //初始化NVIC
    
64. 
    
65.     TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE );  //主输出使能，当使用的是通用定时器时，这句不需要
    
66.     TIM_OC1PreloadConfig( TIM1, TIM_OCPreload_Disable );  //不自动重转计数值
    
67.     TIM_ARRPreloadConfig( TIM1, ENABLE );  //使能开启自动重装值寄存器配置
    
68.     TIM_Cmd( TIM1, ENABLE );  //使能定时器
    
69. 
    
70. }
    
71. 
    

复制代码

tim.c文件主要进行4种输出比较模式的初始化配置。
main.c文件

1. int main(void)
   
2. {
   
3.     USART_Printf_Init(115200);
   
4.     printf("SystemClk:%d\r\n",SystemCoreClock);
   
5. 
   
6.     TIM1_OutCompare_Init( 9, 71, 5);
   
7. 
   
8.     while(1);
   
9. }

复制代码

main.c文件主要进行函数初始化。


4、下载验证

将编译好的程序分别依次在4种输出比较模式下下载到开发板并复位，查看输出波形。

1、定时器输出比较时间模式，比较捕获寄存器的值与核心计数器间的比较值对OC1REF不起作用

2、定时器输出比较主动模式，强制设为有效电平。当核心计数器与比较捕获寄存器1的值相同时，强制OC1REF为高；

3、定时器输出比较非主动模式，强制设为无效电平。当核心计数器的值与比较捕获寄存器1相同时，强制OC1REF为低；

4、定时器输出比较触发模式，翻转。当核心计数器与比较捕获寄存器1的值相同时，翻转OC1REF的电平。

56、TIM-输出比较.rar
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2021-9-10 17:47 上传

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