分享STM32定時(shí)器輸出比較模式的理解

初學(xué)STM32，我這個(gè)地方卡了很久，現(xiàn)在終于有些明白了，現(xiàn)在把我的理解寫下與大家共享，如果有不對(duì)的地方，還請(qǐng)指出。

TIM_OCMode選擇定時(shí)器模式。該參數(shù)取值見下表：

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR1_Val; //設(shè)置跳變值，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到這個(gè)值時(shí)，電平發(fā)生跳變

TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable); //使能TIMx在CCR1上的預(yù)裝載寄存器 TIM_ARRPreloadConfig(TIM3, ENABLE); //使能TIMx在ARR上的預(yù)裝載寄存器

OCxREF就是一個(gè)參考信號(hào)，并且約定：OCxREF=1，稱OCxREF有效。反之，OCxREF=0，稱OCxREF無效；‘1’電平（高電平）稱為OCxREF的有效電平，‘0’ 電平（低電平）稱為OCxREF的無效電平?！罁?jù)參考手冊(cè)：The output stage generates an intermediate waveform which is then used for reference:OCxRef (active high). The polarity acts at the end of the chain.（翻譯）輸出階段產(chǎn)生一個(gè)中間波形OCxRef(高有效)作為參考。輸出信號(hào)的極性體現(xiàn)在信號(hào)鏈的末端。

現(xiàn)在解釋幾個(gè)名詞之間的關(guān)系：

然后來理解輸出比較的幾個(gè)模式（PWM模式是輸出比較模式的特例）查看TIMx_CCMR1寄存器的OC1M域，有如下定義（摘自最新版的參考手冊(cè)

翻譯如下：000：凍結(jié)——輸出比較寄存器TIMx_CCR1中的內(nèi)容與計(jì)數(shù)器TIMx_CNT中的內(nèi)容之間的比較對(duì)輸出無影響。（此模式用于時(shí)基的生成）001：當(dāng)匹配時(shí)，設(shè)置通道1為有效電平。當(dāng)計(jì)數(shù)器TIMx_CNT中的內(nèi)容與捕捉/比較寄存器1（TIMx_CCR1）中的內(nèi)容相匹配時(shí)，強(qiáng)行拉高OC1REF 信號(hào)。010：當(dāng)匹配時(shí)，設(shè)置通道1為無效電平。當(dāng)計(jì)數(shù)器TIMx_CNT中的內(nèi)容與捕捉/比較寄存器1（TIMx_CCR1）中的內(nèi)容相匹配時(shí)，強(qiáng)行拉低OC1REF 信號(hào)。011：翻轉(zhuǎn)——當(dāng)TIMx_CNT= TIMx_CCR1時(shí)，OC1REF信號(hào)取反。100：強(qiáng)制無效電平——強(qiáng)行拉低OC1REF 信號(hào)。101：強(qiáng)制有效電平——強(qiáng)行拉高OC1REF 信號(hào)。110：PWM模式1——向上計(jì)數(shù)模式中，只要TIMx_CNT< TIMx_CCR1,通道1有效，反之無效。向下計(jì)數(shù)模式中，只要TIMx_CNT> TIMx_CCR1，通道1無效（OC1REF=0），反之有效(OC1REF=1)。110：PWM模式2——向上計(jì)數(shù)模式中，只要TIMx_CNT< TIMx_CCR1,通道1無效，反之有效。向下計(jì)數(shù)模式中，只要TIMx_CNT> TIMx_CCR1，通道1有效，反之無效。我用紅色標(biāo)出了提到有效、無效的地方。不難發(fā)現(xiàn)，有效與無效分別對(duì)應(yīng)OC1REF=1和OC1REF=0。這正是我們先前約定的結(jié)果。到此，不同模式下輸出比較的結(jié)果對(duì)OC1REF信號(hào)的影響已經(jīng)很清楚了，但是最終的輸出信號(hào)是OC1，并不是OC1REF。而且前面有一句話（輸出信號(hào)的極性體現(xiàn)在信號(hào)鏈的末端）還未做解釋。到底OC1REF與OC1之間有何秘密呢？我們來看下面這個(gè)圖：

顯然，我們只關(guān)心紅色圈內(nèi)的信號(hào)與方框內(nèi)的寄存器位以及信號(hào)在它們之間是如何傳播的。oc1ref從輸出模式控制器（Output mode controller）開始，分為兩路，上面一路至主模式控制器（To the master mode controller）,這里我們不關(guān)心它的去向，我們關(guān)心的是下面一路，下面一路在進(jìn)入雙路開關(guān)之前又被分成了兩路——一路是原信號(hào)，一路是原信號(hào)的非。顯然TIMx_CCER中的CC1P位用來控制這個(gè)開關(guān)，CC1E位控制著整條信號(hào)鏈的通斷。當(dāng)CC1P=0時(shí)（CC1E=1）：

當(dāng)CC1P=1時(shí)（CC1E=1）：

很顯然，OC1與OC1REF的關(guān)系只受CC1P的影響（CC1E=1）

然而參考手冊(cè)上對(duì)CC1P位是這么描述的：

CC1P=0時(shí)：OC1高電平有效CC1P=1時(shí)：OC1低電平有效根據(jù)本文開篇的名詞解釋，可以這么理解：CC1P=0時(shí)：OC1有效電平是高電平CC1P=1時(shí)：OC1有效電平是低電平這時(shí)就迷惑了，這個(gè)高電平有效和低電平有效是啥意思呢？我們從頭分析（整個(gè)過程CC1E=1，OC1的輸出是允許的）：①假定OC1REF有效（OC1REF=1），那么從OC1REF到OC1的整條信號(hào)鏈上的信號(hào)都是有效信號(hào)，我們稱OC1輸出了有效信號(hào)。那這個(gè)有效信號(hào)是高電平還是低電平呢？這就是由CC1P決定的：

②假定OC1REF無效（OC1REF=0），那么從OC1REF到OC1的整條信號(hào)鏈上的信號(hào)都是無效信號(hào)，我們稱OC1輸出了無效信號(hào)。無效信號(hào)的高電平和低電平也是由CC1P決定：

顯然，OC1REF決定了OC1輸出電平是否有效，而CC1P決定了有效電平的極性。我們抽出上表的后四列

我們將表按1、2列合并：

現(xiàn)在很清楚了，從上表中可以清楚地看到CC1P對(duì)OC1有效極性的控制。即，OC1的極性只有與CC1P指定的有效極性一致，OC1才能是有效的（綠色部分）。這樣就解釋了“輸出信號(hào)的極性體現(xiàn)在信號(hào)鏈的末端”這句話。然而這條鏈還未結(jié)束，還有個(gè)CC1E呢。當(dāng)然，它就是一個(gè)OC1輸出使能位而已。但細(xì)心的你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，參考手冊(cè)上對(duì)CC1E位有這樣的描述：

OCx = OCxREF + Polarity這個(gè)式子告訴我們OCx與OCxREF和Polarity(極性，即CCxP位)的關(guān)系。我們上面提到了它們的關(guān)系，是分了兩種情況（CC1P=0和CC1P=1）表示的，這個(gè)式子幫我們將上面關(guān)系歸納成了一個(gè)。這個(gè)式子怎么得來的？回憶一下數(shù)字電路里面的半加器（就是不進(jìn)位的加法）,真值表如下：

我們寫邏輯函數(shù)(按黃色部分寫)：

注意：前面的“+”號(hào)表示半加運(yùn)算（不進(jìn)位加法），其實(shí)是邏輯上的“異或”。

OC1連接到TIMx_CH1上，而TIMx_CH1是復(fù)用的?？稍趨⒖际謨?cè)上定時(shí)器功能復(fù)用部分找到。下面給出一些定時(shí)器功能復(fù)用的表格：