STM32实现任意角度移相全桥PWM

MCU:STM32F334C8T6

最近因某些原因，需要用到任意角度移相的PWM波形来驱动全桥电路，本文记录实现过程。

类似于全桥整流器，将四个二极管换成开关器件，就是全桥逆变器，两个桥臂，需要用四路，两组互补的PWM波形来驱动，但此次的要求中，两组互补PWM波形不是完全相同的，而是有一定的相位差，而且此相位差可能是任意值。

关于互补PWM波的产生，比较简单，上一篇文章中讲了使用通用定时器的方法，本文使用高级定时器或者具有互补输出功能的通用定时器的TIMx_CHy和TIMx_CHyN通道产生，两个定时器分别产生两组互补PWM，并且占空比和频率都可以调节

（参见上一篇文章：如何利用STM32通用定时器实现输出两路占空比和频率可调的互补PWM ）

本文重点在于如何产生任意角度的移相。

于是开始翻阅STM32F334的官方手册，寻找相关定时器同步和主从模式的功能！

Slave mode: Gated mode

The counter can be enabled depending on the level of a selected input.

意思就是一个计时器可以利用输入信号来使能或失能

官方手册中给出了一个例子：

Using one timer to enable another timer
In this example, we control the enable of TIM2 with the output compare 1 of Timer 3. Refer
to Figure 205 for connections. TIM2 counts on the divided internal clock only when OC1REF
of TIM3 is high. Both counter clock frequencies are divided by 3 by the prescaler compared
to CK_INT (fCK_CNT = fCK_INT/3).
1. Configure TIM3 master mode to send its Output Compare 1 Reference (OC1REF)
signal as trigger output (MMS=100 in the TIM3_CR2 register).
2. Configure the TIM3 OC1REF waveform (TIM3_CCMR1 register).
3. Configure TIM2 to get the input trigger from TIM3 (TS=000 in the TIM2_SMCR
register).
4. Configure TIM2 in gated mode (SMS=101 in TIM2_SMCR register).
5. Enable TIM2 by writing ‘1 in the CEN bit (TIM2_CR1 register).
6. Start TIM3 by writing ‘1 in the CEN bit (TIM3_CR1 register).
Note: The counter 2 clock is not synchronized with counter 1, this mode only affects the TIM2
counter enable signal.

STM32F334C8T6这款芯片中，TIM2和TIM3都没有互补PWM输出功能，有互补输出功能的有高级定时器TIM1，通用定时器TIM15，16，17，

而要使用主从模式连接两个定时器，需要两个之间有输出和输入信号

从这三个表可以看出，只能选用TIM1和TIM15，并且TIM15为主TIM1为从

使用TIM1和TIM15的CH1和CH1N分别输出一组互补PWM，用TIM15_CH2输出触发信号OC2REF

确定了选用的定时器，接下来就是写程序，程序大概有以下几个部分：

1. 计算参数  //参见上一篇文章
2. 配置输出引脚
3. 时钟基本配置                //参见上一篇文章
4. 输出模式和参数配置 //参见上一篇文章
5. 互补输出配置
6. 主从模式和触发信号配置
7. 使能时钟
8. 修改触发信号//非常重要，否则输出出错

其中配置主从模式步骤如下：

1. Configure the Master Timers using the following functions:
 void TIM_SelectOutputTrigger(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t
TIM_TRGOSource);
 void TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t
TIM_MasterSlaveMode);
2. Configure the Slave Timers using the following functions:
 void TIM_SelectInputTrigger(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t
TIM_InputTriggerSource);
 void TIM_SelectSlaveMode(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_SlaveMode);

部分代码：

//#include "***"//function name{uint16_t pulse=0 ,Period=0,shiftphase=0,deadtime=0;uint16_t freq = 100000;//需要的频率，设定100k//计算各个参数并赋值给对应变量，不使用死区，所以deadtime=0Period = 72*1000000 / freq; //计时器时钟为72MHz 时PWM 一个周期内的总计数次数pulse= Period * 45 /100 ;  // 脉冲宽度的计数次数，= 总次数* 占空比,占空比45?，可调shiftphase = Period *90/360;//设移相90度shiftphase += 340*72/1000;//移相补偿，此处补偿0.34us，见注释1//配置GPIO 各引脚和相应的复用功能//时钟基本配置，参见上一篇文章TIM_TimeBaseInit(PWM12_TIM, & TIM_TimeBaseInitStruct);TIM_TimeBaseInit(PWM34_TIM, & TIM_TimeBaseInitStruct);//输出模式和参数配置，参见上一篇文章TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = pulse ;//脉宽TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;//..........写入其他参数//PWM1,2TIM_OC1Init(TIM15, & TIM_OCInitStruct);TIM_OC1PreloadConfig(TIM15, TIM_OCPreload_Enable);//PWM3,4TIM_OC1Init(TIM1, & TIM_OCInitStruct);TIM_OC1PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);//触发信号TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse =shiftphase;//触发信号的脉宽，也就是移相的量TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;TIM_OC2Init(TIM15, &TIM_OCInitStruct);TIM_OC2PreloadConfig(TIM15, TIM_OCPreload_Enable);//配置主从模式//Master slave modeTIM_SelectOutputTrigger(TIM15, TIM_TRGOSource_OC2Ref);TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM15, TIM_MasterSlaveMode_Enable);TIM_SelectInputTrigger(TIM1, TIM_TS_ITR0);TIM_SelectSlaveMode(TIM1, TIM_SlaveMode_Gated);//使能定时器和PWM 输出//TIM_Cmd();//TIM_CtrlPWMOutputs();//使触发信号始终保持有效,非常重要的一步，见注释2while(TIM_GetFlagStatus(TIM15, TIM_FLAG_Trigger) == RESET);TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse =Period;TIM_OC2Init(PWM12_TIM, &TIM_OCInitStruct);//完成}

注释1：移相补偿，由于打开时钟，代码执行等都需要时间，会造成移相不准确，所以需要对移相值进行修正，也就是补偿，代码中给出的值0.34us是在频率100K情况下经测算得到的补偿值，此值在0~300度范围内具有较高精度，能达到+-0.003us（或+-0.02度），补偿值受很多因素影响，如频率，代码执行效率（汇编效率高），芯片芯能等。

移相最小值为1/720

注释2：由于TIM1工作在从模式的gatmode，只有在触发信号为高电平是才有效，计数器才会工作，所以一旦TIM1被触发，要时触发信号时钟处于高电平状态，才能保证TIM1正常工作，不然输出频率，占空比都会变化！（按我的理解此处在PWM_MODE1和TIM_OCPolarity_Low;情况下应设置TIM_Pulse=0，但实际上设置为TIM_Pulse=Period才正确，此处还没有想通为什么）

完整代码：

http://download.csdn.net/detail/wind4study/8562427

效果图：移相90度

wind 

2015,04,03