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第34章 STM32H7的定时器应用之TIM1-TIM17的PWM实现
本章教程为大家讲解定时器应用之TIM1 – TIM17所有定时器的PWM实现。实际项目中用到的地方较多，如电机控制、无源蜂鸣器、显示屏背光等场合。
34.1 初学者重要提示
34.2 定时器PWM驱动设计
34.3 定时器板级支持包（bsp_tim_pwm.c）
34.4 定时器驱动移植和使用
34.5 实验例程设计框架
34.6 实验例程说明（MDK）
34.7 实验例程说明（IAR）
34.8 总结
34.1 初学者重要提示
- 学习本章节前，务必优先学习第32章，HAL库的几个常用API均作了讲解和举例。
- 如果配置的GPIO引脚无法正确输出，注意本章2.1小节，保证是定时器复用支持的引脚。
- STM32H7支持TIM1-TIM8，TIM12-TIM17共14个定时器，而中间的TIM9，TIM10，TIM11是不存在的，这点要注意。
- STM32H7的PWM输出100MHz也是没问题的。输出效果见本章2.3小节。
34.2 定时器PWM的驱动设计
针对STM32H7的定时器PWM功能，专门设置了一个超级函数，用户可以方便的配置TIM1-TIM17所有定时器的PWM输出。
34.2.1 定时器PWM输出支持的引脚
STM32H7支持的PWM输出引脚如下（未整理互补输出引脚）：
TIM1_CH1, PA8 PE9 PK1
TIM1_CH2, PA9 PE11
TIM1_CH3, PA10 PE13 PJ9
TIM1_CH4, PA11 PE14 PJ11
TIM2_CH1, PA0 PA5 PA15
TIM2_CH2, PA1 PB3
TIM2_CH3, PA2
TIM2_CH4, PA3 PB11
TIM3_CH1, PA6 PC6 PB4
TIM3_CH2, PA7 PC7 PB5
TIM3_CH3, PB0 PC8
TIM3_CH4, PB1 PC9
TIM4_CH1, PB6 PD12
TIM4_CH2, PB7 PD13
TIM4_CH3, PB8 PD14
TIM4_CH4, PB9 PD15
TIM5_CH1, PA0 PH10
TIM5_CH2, PA1 PH11
TIM5_CH3, PA2 PH12
TIM5_CH4, PA3 PI0
TIM8_CH1, PC6 PI5 PJ8
TIM8_CH2, PC7 PI6 PJ10
TIM8_CH3, PC8 PI7 PK0
TIM8_CH4, PC9
TIM12_CH1, PB14 PH6
TIM12_CH2, PB15 PH9
TIM13_CH1, PF8
TIM14_CH1, PF9
TIM15_CH1, PE5
TIM15_CH2, PE6
TIM16_CH1, PB8 PF6
TIM16_CH2, PF7
TIM17_CH1, PB9
使用时，直接配置定时器PWM模式，并配置相应引脚即可使用。
34.2.2 定时器PWM初始化
下面函数的作用是根据使用的是GPIO，使能相应的GPIO时钟。
1. /*
2. ******************************************************************************************************
3. * 函 数 名: bsp_RCC_GPIO_Enable
4. * 功能说明: 使能GPIO时钟
5. * 形 参: GPIOx GPIOA - GPIOK
6. * 返 回 值: 无
7. ******************************************************************************************************
8. */
9. void bsp_RCC_GPIO_Enable(GPIO_TypeDef* GPIOx)
10. {
11. if (GPIOx == GPIOA) __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
12. else if (GPIOx == GPIOB) __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
13. else if (GPIOx == GPIOC) __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
14. else if (GPIOx == GPIOD) __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
15. else if (GPIOx == GPIOE) __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();
16. else if (GPIOx == GPIOF) __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
17. else if (GPIOx == GPIOG) __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE();
18. else if (GPIOx == GPIOH) __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
19. else if (GPIOx == GPIOI) __HAL_RCC_GPIOI_CLK_ENABLE();
20. else if (GPIOx == GPIOJ) __HAL_RCC_GPIOJ_CLK_ENABLE();
21. else if (GPIOx == GPIOK) __HAL_RCC_GPIOK_CLK_ENABLE();
22. }
下面函数的作用是根据使用的定时器，使能和禁止相应的定时器时钟。
1. /*
2. ******************************************************************************************************
3. * 函 数 名: bsp_RCC_TIM_Enable
4. * 功能说明: 使能TIM RCC 时钟
5. * 形 参: TIMx TIM1 - TIM17
6. * 返 回 值: 无
7. ******************************************************************************************************
8. */
9. void bsp_RCC_TIM_Enable(TIM_TypeDef* TIMx)
10. {
11. if (TIMx == TIM1) __HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE();
12. else if (TIMx == TIM2) __HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();
13. else if (TIMx == TIM3) __HAL_RCC_TIM3_CLK_ENABLE();
14. else if (TIMx == TIM4) __HAL_RCC_TIM4_CLK_ENABLE();
15. else if (TIMx == TIM5) __HAL_RCC_TIM5_CLK_ENABLE();
16. else if (TIMx == TIM6) __HAL_RCC_TIM6_CLK_ENABLE();
17. else if (TIMx == TIM7) __HAL_RCC_TIM7_CLK_ENABLE();
18. else if (TIMx == TIM8) __HAL_RCC_TIM8_CLK_ENABLE();
19. // else if (TIMx == TIM9) __HAL_RCC_TIM9_CLK_ENABLE();
20. // else if (TIMx == TIM10) __HAL_RCC_TIM10_CLK_ENABLE();
21. // else if (TIMx == TIM11) __HAL_RCC_TIM11_CLK_ENABLE();
22. else if (TIMx == TIM12) __HAL_RCC_TIM12_CLK_ENABLE();
23. else if (TIMx == TIM13) __HAL_RCC_TIM13_CLK_ENABLE();
24. else if (TIMx == TIM14) __HAL_RCC_TIM14_CLK_ENABLE();
25. else if (TIMx == TIM15) __HAL_RCC_TIM15_CLK_ENABLE();
26. else if (TIMx == TIM16) __HAL_RCC_TIM16_CLK_ENABLE();
27. else if (TIMx == TIM17) __HAL_RCC_TIM17_CLK_ENABLE();
28. else
29. {
30. Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
31. }
32. }
33.
34. /*
35. ******************************************************************************************************
36. * 函 数 名: bsp_RCC_TIM_Disable
37. * 功能说明: 关闭TIM RCC 时钟
38. * 形 参: TIMx TIM1 - TIM17
39. * 返 回 值: TIM外设时钟名
40. ******************************************************************************************************
41. */
42. void bsp_RCC_TIM_Disable(TIM_TypeDef* TIMx)
43. {
44. /*
45. APB1 定时器有 TIM2, TIM3 ,TIM4, TIM5, TIM6, TIM7, TIM12, TIM13, TIM14
46. APB2 定时器有 TIM1, TIM8 , TIM15, TIM16，TIM17
47. */
48. if (TIMx == TIM1) __HAL_RCC_TIM3_CLK_DISABLE();
49. else if (TIMx == TIM2) __HAL_RCC_TIM2_CLK_DISABLE();
50. else if (TIMx == TIM3) __HAL_RCC_TIM3_CLK_DISABLE();
51. else if (TIMx == TIM4) __HAL_RCC_TIM4_CLK_DISABLE();
52. else if (TIMx == TIM5) __HAL_RCC_TIM5_CLK_DISABLE();
53. else if (TIMx == TIM6) __HAL_RCC_TIM6_CLK_DISABLE();
54. else if (TIMx == TIM7) __HAL_RCC_TIM7_CLK_DISABLE();
55. else if (TIMx == TIM8) __HAL_RCC_TIM8_CLK_DISABLE();
56. // else if (TIMx == TIM9) __HAL_RCC_TIM9_CLK_DISABLE();
57. // else if (TIMx == TIM10) __HAL_RCC_TIM10_CLK_DISABLE();
58. // else if (TIMx == TIM11) __HAL_RCC_TIM11_CLK_DISABLE();
59. else if (TIMx == TIM12) __HAL_RCC_TIM12_CLK_DISABLE();
60. else if (TIMx == TIM13) __HAL_RCC_TIM13_CLK_DISABLE();
61. else if (TIMx == TIM14) __HAL_RCC_TIM14_CLK_DISABLE();
62. else if (TIMx == TIM15) __HAL_RCC_TIM15_CLK_DISABLE();
63. else if (TIMx == TIM16) __HAL_RCC_TIM16_CLK_DISABLE();
64. else if (TIMx == TIM17) __HAL_RCC_TIM17_CLK_DISABLE();
65. else
66. {
67. Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
68. }
69. }
配置定时器的PWM功能时，要是设置引脚的复用模式，下面函数就是起到这个作用。
1. /*
2. ******************************************************************************************************
3. * 函 数 名: bsp_GetAFofTIM
4. * 功能说明: 根据TIM 得到AF寄存器配置
5. * 形 参: TIMx TIM1 - TIM17
6. * 返 回 值: AF寄存器配置
7. ******************************************************************************************************
8. */
9. uint8_t bsp_GetAFofTIM(TIM_TypeDef* TIMx)
10. {
11. uint8_t ret = 0;
12.
13. if (TIMx == TIM1) ret = GPIO_AF1_TIM1;
14. else if (TIMx == TIM2) ret = GPIO_AF1_TIM2;
15. else if (TIMx == TIM3) ret = GPIO_AF2_TIM3;
16. else if (TIMx == TIM4) ret = GPIO_AF2_TIM4;
17. else if (TIMx == TIM5) ret = GPIO_AF2_TIM5;
18. else if (TIMx == TIM8) ret = GPIO_AF3_TIM8;
19. else if (TIMx == TIM12) ret = GPIO_AF2_TIM12;
20. else if (TIMx == TIM13) ret = GPIO_AF9_TIM13;
21. else if (TIMx == TIM14) ret = GPIO_AF9_TIM14;
22. else if (TIMx == TIM15) ret = GPIO_AF4_TIM15;
23. else if (TIMx == TIM16) ret = GPIO_AF1_TIM16;
24. else if (TIMx == TIM17) ret = GPIO_AF1_TIM17;
25. else
26. {
27. Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
28. }
29.
30. return ret;
31. }
下面函数的作用是配置用于PWM输出的引脚：
1. /*
2. ******************************************************************************************************
3. * 函 数 名: bsp_ConfigTimGpio
4. * 功能说明: 配置GPIO和TIM时钟， GPIO连接到TIM输出通道
5. * 形 参: GPIOx : GPIOA - GPIOK
6. * GPIO_PinX : GPIO_PIN_0 - GPIO__PIN_15
7. * TIMx : TIM1 - TIM17
8. * 返 回 值: 无
9. ******************************************************************************************************
10. */
11. void bsp_ConfigTimGpio(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_PinX, TIM_TypeDef* TIMx)
12. {
13. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
14.
15. /* 使能GPIO时钟 */
16. bsp_RCC_GPIO_Enable(GPIOx);
17.
18. /* 使能TIM时钟 */
19. bsp_RCC_TIM_Enable(TIMx);
20.
21. GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
22. GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
23. GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
24. GPIO_InitStruct.Alternate = bsp_GetAFofTIM(TIMx);
25. GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PinX;
26. HAL_GPIO_Init(GPIOx, &GPIO_InitStruct);
27. }
当占空比是0%或者100%时，直接设置引脚的高低电平状态。
1. /*
2. ******************************************************************************************************
3. * 函 数 名: bsp_ConfigGpioOut
4. * 功能说明: 配置GPIO为推挽输出。主要用于PWM输出，占空比为0和100的情况。
5. * 形 参: GPIOx : GPIOA - GPIOK
6. * GPIO_PinX : GPIO_PIN_0 - GPIO__PIN_15
7. * 返 回 值: 无
8. ******************************************************************************************************
9. */
10. void bsp_ConfigGpioOut(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_PinX)
11. {
12. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
13.
14. bsp_RCC_GPIO_Enable(GPIOx); /* 使能GPIO时钟 */
15.
16. GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
17. GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
18. GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
19. GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PinX;
20. HAL_GPIO_Init(GPIOx, &GPIO_InitStruct);
21. }
下面的函数是实现TIM1 – TIM17进行PWM输出的核心，也是专门供用户调用的。
22. /*
23. ******************************************************************************************************
24. * 函 数 名: bsp_SetTIMOutPWM
25. * 功能说明: 设置引脚输出的PWM信号的频率和占空比. 当频率为0，并且占空为0时，关闭定时器，GPIO输出0；
26. * 当频率为0，占空比为100%时，GPIO输出1.
27. * 形 参: GPIOx : GPIOA - GPIOK
28. * GPIO_Pin : GPIO_PIN_0 - GPIO__PIN_15
29. * TIMx : TIM1 - TIM17
30. * _ucChannel：使用的定时器通道，范围1 - 4
31. * _ulFreq : PWM信号频率，单位Hz (实际测试，可以输出100MHz）. 0 表示禁止输出
32. * _ulDutyCycle : PWM信号占空比，单位: 万分之一。如5000，表示50.00%的占空比
33. * 返 回 值: 无
34. ******************************************************************************************************
35. */
36. void bsp_SetTIMOutPWM(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, TIM_TypeDef* TIMx, uint8_t _ucChannel,
37. uint32_t _ulFreq, uint32_t _ulDutyCycle)
38. {
39. TIM_HandleTypeDef TimHandle = {0};
40. TIM_OC_InitTypeDef sConfig = {0};
41. uint16_t usPeriod;
42. uint16_t usPrescaler;
43. uint32_t pulse;
44. uint32_t uiTIMxCLK;
45. const uint16_t TimChannel[6+1] = {0, TIM_CHANNEL_1, TIM_CHANNEL_2, TIM_CHANNEL_3, TIM_CHANNEL_4,
46. TIM_CHANNEL_5, TIM_CHANNEL_6};
47.
48. if (_ucChannel > 6)
49. {
50. Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
51. }
52.
53. if (_ulDutyCycle == 0)
54. {
55. //bsp_RCC_TIM_Disable(TIMx); /* 关闭TIM时钟, 可能影响其他通道 */
56. bsp_ConfigGpioOut(GPIOx, GPIO_Pin); /* 配置GPIO为推挽输出 */
57. GPIOx->BSRRH = GPIO_Pin; /* PWM = 0 */
58. return;
59. }
60. else if (_ulDutyCycle == 10000)
61. {
62. //bsp_RCC_TIM_Disable(TIMx); /* 关闭TIM时钟, 可能影响其他通道 */
63. bsp_ConfigGpioOut(GPIOx, GPIO_Pin); /* 配置GPIO为推挽输出 */
64. GPIOx->BSRRL = GPIO_Pin; /* PWM = 1*/
65. return;
66. }
67.
68. /* 下面是PWM输出 */
69.
70. bsp_ConfigTimGpio(GPIOx, GPIO_Pin, TIMx); /* 使能GPIO和TIM时钟，并连接TIM通道到GPIO */
71.
72. /*-----------------------------------------------------------------------
73. bsp.c 文件中 void SystemClock_Config(void) 函数对时钟的配置如下:
74.
75. System Clock source = PLL (HSE)
76. SYSCLK(Hz) = 400000000 (CPU Clock)
77. HCLK(Hz) = 200000000 (AXI and AHBs Clock)
78. AHB Prescaler = 2
79. D1 APB3 Prescaler = 2 (APB3 Clock 100MHz)
80. D2 APB1 Prescaler = 2 (APB1 Clock 100MHz)
81. D2 APB2 Prescaler = 2 (APB2 Clock 100MHz)
82. D3 APB4 Prescaler = 2 (APB4 Clock 100MHz)
83.
84. 因为APB1 prescaler != 1, 所以 APB1上的TIMxCLK = APB1 x 2 = 200MHz;
85. 因为APB2 prescaler != 1, 所以 APB2上的TIMxCLK = APB2 x 2 = 200MHz;
86. APB4上面的TIMxCLK没有分频，所以就是100MHz;
87.
88. APB1 定时器有 TIM2, TIM3 ,TIM4, TIM5, TIM6, TIM7, TIM12, TIM13, TIM14，LPTIM1
89. APB2 定时器有 TIM1, TIM8 , TIM15, TIM16，TIM17
90.
91. APB4 定时器有 LPTIM2，LPTIM3，LPTIM4，LPTIM5
92.
93. ----------------------------------------------------------------------- */
94. if ((TIMx == TIM1) || (TIMx == TIM8) || (TIMx == TIM15) || (TIMx == TIM16) || (TIMx == TIM17))
95. {
96. /* APB2 定时器时钟 = 200M */
97. uiTIMxCLK = SystemCoreClock / 2;
98. }
99. else
100. {
101. /* APB1 定时器 = 200M */
102. uiTIMxCLK = SystemCoreClock / 2;
103. }
104.
105. if (_ulFreq < 100)
106. {
107. usPrescaler = 10000 - 1; /* 分频比 = 10000 */
108. usPeriod = (uiTIMxCLK / 10000) / _ulFreq - 1; /* 自动重装的值 */
109. }
110. else if (_ulFreq < 3000)
111. {
112. usPrescaler = 100 - 1; /* 分频比 = 100 */
113. usPeriod = (uiTIMxCLK / 100) / _ulFreq - 1; /* 自动重装的值 */
114. }
115. else /* 大于4K的频率，无需分频 */
116. {
117. usPrescaler = 0; /* 分频比 = 1 */
118. usPeriod = uiTIMxCLK / _ulFreq - 1; /* 自动重装的值 */
119. }
120. pulse = (_ulDutyCycle * usPeriod) / 10000;
121.
122.
123. HAL_TIM_PWM_DeInit(&TimHandle);
124.
125. /* PWM频率 = TIMxCLK / usPrescaler + 1）/usPeriod + 1）*/
126. TimHandle.Instance = TIMx;
127. TimHandle.Init.Prescaler = usPrescaler;
128. TimHandle.Init.Period = usPeriod;
129. TimHandle.Init.ClockDivision = 0;
130. TimHandle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
131. TimHandle.Init.RepetitionCounter = 0;
132. TimHandle.Init.AutoReloadPreload = 0;
133. if (HAL_TIM_PWM_Init(&TimHandle) != HAL_OK)
134. {
135. Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
136. }
137.
138. /* 配置定时器PWM输出通道 */
139. sConfig.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
140. sConfig.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
141. sConfig.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
142. sConfig.OCNPolarity = TIM_OCNPOLARITY_HIGH;
143. sConfig.OCNIdleState = TIM_OCNIDLESTATE_RESET;
144. sConfig.OCIdleState = TIM_OCIDLESTATE_RESET;
145.
146. /* 占空比 */
147. sConfig.Pulse = pulse;
148. if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&TimHandle, &sConfig, TimChannel[_ucChannel]) != HAL_OK)
149. {
150. Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
151. }
152.
153. /* 启动PWM输出 */
154. if (HAL_TIM_PWM_Start(&TimHandle, TimChannel[_ucChannel]) != HAL_OK)
155. {
156. Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
157. }
158. }
程序中的注释已经比较详细，这里把几个关键的地方再阐释下：
- 第39 -40行，HAL库的这两个结构体变量要初始化为0，这个问题在第32章的的4.3和4.4小节有专门说明。
- 第94 – 120行，计算出要配置的分频和周期。这里要注意一点，因为除了TIM2和TIM5，其它定时器都是16位的，相关寄存器大部分也都是16位的，配置的时候不可以超出0 -65535。这里分频变量usPrescaler和周期变量usPeriod统一按照16位计算，所以有了这几行代码做频率区分，防止超出范围。
- 第126 – 136行，通过函数HAL_TIM_PWM_Init配置了PWM频率。
- 第139 – 151行，配置定时器的PWM输出通道，关于结构体成员代表的含义和函数HAL_TIM_PWM_ConfigChannel的用法分别看第32章的3.3和4.4小节。
- 第154行，启动定时器PWM输出。
34.2.3 定时器PWM输出100MHz的效果
测试PWM输出100MHz方波的效果，因为我的示波器是200MHz带宽，1Gsps采样率的，用来采样100MHz方波的话，仅可以采集到基波（一次谐波，100MHz），而三次谐波（300MHz），五次谐波（500MHz），以此类推都是采集不到的，所以最终的采集应该就是一个标准的100MHz正弦波，实际测试效果完美，就是个100MHz的正弦波。
黄色的是波形，红色的是FFT幅值谱。
实现这个高频率，代码要特别配置，实现如下，注意红字部分：
/*##-1- 配置定时器外设 #######################################*/
htim1.Instance = TIM1;
htim1.Init.Prescaler = 0;
htim1.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
htim1.Init.Period = 1;
htim1.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
htim1.Init.RepetitionCounter = 0;
htim1.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
/*##-2- 使能定时器 ##########################################*/
if (HAL_TIM_Base_Init(&htim1) != HAL_OK)
{
Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
}
/* 配置模式 */
sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
sConfigOC.Pulse = 1;
sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
sConfigOC.OCNPolarity = TIM_OCNPOLARITY_HIGH;
sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
sConfigOC.OCIdleState = TIM_OCIDLESTATE_RESET;
sConfigOC.OCNIdleState = TIM_OCNIDLESTATE_RESET;
/* 配置PWM 通道 */
if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim1, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK)
{
Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
}
/* 开启PWM输出 */
if (HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK)
{
Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
}
34.3 定时器板级支持包（bsp_tim_pwm.c）
定时器驱动文件bsp_tim_pwm.c主要实现了如下两个API供用户调用：
- bsp_SetTIMOutPWM
- bsp_SetTIMforInt
这个两个函数都是TIM1-TIM17所有定时器都支持，函数bsp_SetTIMforInt用于定时器周期性中断，下个章节为大家讲解，本小节主要把函数bsp_SetTIMOutPWM做个说明。
34.3.1 函数bsp_SetTIMOutPWM
函数原型：
void bsp_SetTIMOutPWM(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, TIM_TypeDef* TIMx, uint8_t _ucChannel,
uint32_t _ulFreq, uint32_t _ulDutyCycle)
函数描述：
此函数主要用配置定时器的PWM输出。
函数参数：
- 第1个参数GPIO分组，范围GPIOA – GPIOK。
- 第2个参数是具体的GPIO引脚，范围GPIO_PIN_0 - GPIO__PIN_15。
- 第3个参数用于指定使用哪个定时器，参数可以是TIM1 – TIM17所有定时器（不含TIM9，TIM10和TIM11，因为STM32H7不支持这三个定时器）。
- 第4个参数是使用的定时器通道，范围1-4，分别表示通道1，通道2，通道3和通道4。
- 第5个参数是要实现的定时器中断频率，单位Hz，如果填0的话，表示关闭。
- 第6个参数是PWM信号占空比，单位: 万分之一。如5000，表示50.00%的占空比。
注意事项：
- PWM频率最好别超过50MHz，因为此函数的源码实现超过50MHz后，计算的已经不准确。10MHz以下基本都是没问题的。
使用举例：
比如配置PB3硬件输出1KHz方波，占空比50%
bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_3, TIM3, 4, 1000, 5000)
34.4 定时器驱动移植和使用
定时器的移植比较简单：
- 第1步：复制bsp_tim_pwm.c和bsp_tim_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TIM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。
34.5 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。
- 第2步，输出两路PWM以及按键消息处理。
34.6 实验例程说明（MDK）
配套例子：
V7-019_定时器PWM输出（驱动支持TIM1-TIM17）
实验目的：
- 学习定时器PWM输出。
实验内容：
- 系统上电后驱动了1个软件定时器，每100ms翻转一次LED2，同时PB3和PB15输出1KHz方波，占空比50% 。
- TM32H7支持TIM1-TIM8，TIM12-TIM17共14个定时器，而中间的TIM9，TIM10，TIM11是不存在的。
实验操作：
- K1键按下，PB1和PB15输出1KHz方波，占空比50%。
- K2键按下，PB1和PB15输出10KHz方波，占空比50%。
- K3键按下，PB1和PB15输出100KHz方波，占空比50%
PWM输出引脚PB1和PB15的位置：
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：
- K1键按下，PB1和PB15输出1KHz方波，占空比50%。
- K2键按下，PB1和PB15输出10KHz方波，占空比50%。
- K3键按下，PB1和PB15输出100KHz方波，占空比50%。
/*
*********************************************************************************************************
* 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_StartAutoTimer(0, 100); /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */
bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_1, TIM3, 4, 1000, 5000); /* PB3硬件输出1KHz方波，占空比50% */
bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_15, TIM12, 2, 1000, 5000); /* PB15硬件输出1KHz方波，占空比50% */
/* 进入主程序循环体 */
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50ms 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，PB1和PB15输出1KHz方波，占空比50% */
bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_1, TIM3, 4, 1000, 5000);
bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_15, TIM12, 2, 1000, 5000);
break;
case KEY_DOWN_K2: /* K2键按下，PB1和PB15输出10KHz方波，占空比50% */
bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_1, TIM3, 4, 10000, 5000);
bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_15, TIM12, 2, 10000, 5000);
break;
case KEY_DOWN_K3: /* K3键按下，PB1和PB15输出100KHz方波，占空比50% */
bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_1, TIM3, 4, 100000, 5000);
bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_15, TIM12, 2, 100000, 5000);
break;
default:
/* 其它的键值不处理 */
break;
}
}
}
}
34.7 实验例程说明（IAR）
配套例子：
V7-019_定时器PWM输出（驱动支持TIM1-TIM17）
实验目的：
- 学习定时器PWM输出。
实验内容：
- 系统上电后驱动了1个软件定时器，每100ms翻转一次LED2，同时PB3和PB15输出1KHz方波，占空比50% 。
- TM32H7支持TIM1-TIM8，TIM12-TIM17共14个定时器，而中间的TIM9，TIM10，TIM11是不存在的。
实验操作：
- K1键按下，PB1和PB15输出1KHz方波，占空比50%。
- K2键按下，PB1和PB15输出10KHz方波，占空比50%。
- K3键按下，PB1和PB15输出100KHz方波，占空比50%
PWM输出引脚PB1和PB15的位置：
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：
- K1键按下，PB1和PB15输出1KHz方波，占空比50%。
- K2键按下，PB1和PB15输出10KHz方波，占空比50%。
- K3键按下，PB1和PB15输出100KHz方波，占空比50%。
/*
*********************************************************************************************************
* 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_StartAutoTimer(0, 100); /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */
bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_1, TIM3, 4, 1000, 5000); /* PB3硬件输出1KHz方波，占空比50% */
bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_15, TIM12, 2, 1000, 5000); /* PB15硬件输出1KHz方波，占空比50% */
/* 进入主程序循环体 */
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50ms 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，PB1和PB15输出1KHz方波，占空比50% */
bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_1, TIM3, 4, 1000, 5000);
bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_15, TIM12, 2, 1000, 5000);
break;
case KEY_DOWN_K2: /* K2键按下，PB1和PB15输出10KHz方波，占空比50% */
bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_1, TIM3, 4, 10000, 5000);
bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_15, TIM12, 2, 10000, 5000);
break;
case KEY_DOWN_K3: /* K3键按下，PB1和PB15输出100KHz方波，占空比50% */
bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_1, TIM3, 4, 100000, 5000);
bsp_SetTIMOutPWM(GPIOB, GPIO_PIN_15, TIM12, 2, 100000, 5000);
break;
default:
/* 其它的键值不处理 */
break;
}
}
}
}
34.8 总结
本章节就为大家讲解这么多，相对比较容易掌握，望初学者熟练运用。
来源：oschina
链接：https://my.oschina.net/u/4314328/blog/3338734