關(guān)于高速單片機(jī)STM32H7定時器同步啟動并輸出多路PWM波形的探究

隨著嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的不斷發(fā)展，PWM（Pulse Width Modulation）信號在各種應(yīng)用場景中得到了廣泛應(yīng)用，例如電機(jī)控制、LED燈控、音頻處理等方面。在多個PWM信號同時輸出時，為了保證信號的同步性和穩(wěn)定性，定時器同步啟動技術(shù)成為了必要的手段。

STM32系列芯片以其高性能和多功能外設(shè)而廣受業(yè)界認(rèn)可。其中，STM32H7系列芯片配備了豐富的定時器模塊，既具備通用性又具備高性能，支持多種工作模式，可以滿足多種嵌入式應(yīng)用對高精度、多信號輸出的需求。

本文基于STM32H7芯片，研究了定時器同步啟動技術(shù)在PWM信號多路輸出中的應(yīng)用。我們在通過研究相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了一種基于定時器同步啟動的PWM輸出方案，并通過實驗驗證了該方案的穩(wěn)定性和實用性。

本文旨在探究嵌入式系統(tǒng)中PWM信號同步輸出問題的解決方案，為有類似需求的嵌入式開發(fā)人員提供參考和借鑒，希望本文對開發(fā)者在設(shè)計多路PWM輸出應(yīng)用時提供一些實用價值和借鑒意義。

STM32H723ZGT6所有定時器包括兩個高級控制定時器、十二個通用定時器、兩個基本定時器、五個低功耗定時器、兩個看門狗定時器和一個SysTick定時器。所有計時器計數(shù)器都可以在Debug模式下凍結(jié)。

本次實驗主頻配置的是500MHz，共使用過了TIM1、 TIM2、TIM3、TIM23、TIM24共五個定時器，其中TIM1為主定時器，用于控制其他定時器的同步啟動，其他定時器為從定時器，用于輸出PWM波形。

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通用定時器框圖

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定時器特性比較

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定時器內(nèi)部觸發(fā)連接關(guān)系

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原理方案以及開發(fā)流程

4.1 原理方案

通過配置主從定時器內(nèi)部觸發(fā)連接功能，以達(dá)到啟動主定時器時，其他從定時器同步啟動的功能。

4.2 通過STM32CubeMX

配置定時器工作模式

4.2.1 配置主定時器

4.2.2 配置從定時器

4.2.3 配置PWM輸出引腳功能

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修改代碼并驗證功能

5.1 修改代碼

此HAL庫接口每次只能初始化一個其中一個TIM的通道并開啟PWM，但判斷不了是否由主定時器TIM1來控制同步啟動的，所以需要對其函數(shù)進(jìn)行修改。

如下：

int main(void) 函數(shù)內(nèi)容

5.2 用示波器邏輯分析功能驗證結(jié)果

5.3 驗證抖動范圍不超過3ns

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結(jié)論

綜上所述，使用STM32H7的同步啟動定時器可有效降低多個定時器之間的相位誤差，提高系統(tǒng)的定時精度。通過TIM定時器主從模式功能，實現(xiàn)了定時器的同步啟動，并且實現(xiàn)了周期、占空比和相位的精確控制。實驗結(jié)果表明，該方案可以在多種應(yīng)用場景下提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。

總之，本文設(shè)計的STM32H7同步啟動定時器方案具有較高的實用價值和應(yīng)用前景，對于各種基于定時器的控制應(yīng)用都具有一定的參考價值。