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初学STM32 ---高级定时器互补输出带死区控制

news 来源：原创 2025/7/15 9:13:51

互补输出，还带死区控制，什么意思？

带死区控制的互补输出应用之H桥

捕获/比较通道的输出部分（通道1至3）

死区时间计算

举个栗子（F1为例）：DTG[7:0]=250，250即二进制：1111 1010，选第四条

DT = (32+26)*16*55.56 ns=51.55968us

TIMx_CR1

这里的CKD[1:0]这个位是在HAL_TIM_PWM_Init中进行设置：TIM_Handle_complementary_output_struct.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV4;

TIMx_BDTR

刹车（断路）功能

使能刹车功能：将TIMx_BDTR的BKE位置1，刹车输入信号极性由BKP位设置

使能刹车功能后：由TIMx_BDTR的MOE、OSSI、OSSR位，TIMx_CR2的OISx、OISxN位，TIMx_CCER的CCxE、CCxNE位控制OCx和OCxN输出状态

无论何时，OCx和OCxN输出都不能同时处在有效电平

发生刹车后，会怎么样？

1，MOE位被清零，OCx和OCxN为无效、空闲或复位状态(OSSI位选择)

2， OCx和OCxN的状态：由相关控制位状态决定，当使用互补输出时：根据情况自动控制输出电平，参考参考手册使用刹车(断路)功能小节

3，BIF位置1，如果使能了BIE位，还会产生刹车中断；如果使能了TDE位，会产生DMA请求

4，如果AOE位置 1，在下一个更新事件UEV时，MOE位被自动置 1

高级定时器互补输出带死区控制实验配置步骤

1，配置定时器基础工作参数 HAL_TIM_PWM_Init()

2，定时器PWM输出MSP初始化 HAL_TIM_PWM_MspInit() 配置NVIC、CLOCK、GPIO等

3，配置PWM模式/比较值等 HAL_TIM_PWM_ConfigChannel()

4，配置刹车功能、死区时间等 HAL_TIMEx_ConfigBreakDeadTime()

5，使能输出、主输出、计数器 HAL_TIM_PWM_Start()

6，使能互补输出、主输出、计数器 HAL_TIMEx_PWMN_Start()

关键结构体介绍

typedef struct 
{ uint32_t OCMode; 	  /* 输出比较模式选择 */uint32_t Pulse; 	            /* 设置比较值 */uint32_t OCPolarity;       /* 设置输出比较极性 */uint32_t OCNPolarity;    /* 设置互补输出比较极性 */uint32_t OCFastMode;   /* 使能或失能输出比较快速模式 */uint32_t OCIdleState;     /* 空闲状态下OCx输出 */uint32_t OCNIdleState;  /* 空闲状态下OCxN输出 */ 
} TIM_OC_InitTypeDef;

typedef struct 
{uint32_t OffStateRunMode;    /* 运行模式下的关闭状态选择 */ uint32_t OffStateIDLEMode;   /* 空闲模式下的关闭状态选择 */ uint32_t LockLevel; 		 /* 寄存器锁定设置 */ uint32_t DeadTime; 	          /* 死区时间设置 */ uint32_t BreakState; 	          /* 是否使能刹车功能 */ uint32_t BreakPolarity;		 /* 刹车输入极性 */ uint32_t BreakFilter; 		 /* 刹车输入滤波器(F1/F4系列没有) */ uint32_t AutomaticOutput; 	/* 自动恢复输出使能，即使能AOE位 */
} TIM_BreakDeadTimeConfigTypeDef;

注释：

OffStateRunMode 和 OffStateIDLEMode 是用于配置定时器在不同工作状态下的输出行为的两个重要成员。它们的作用是决定当定时器处于运行模式或空闲模式时，输出引脚的状态是否被设置为关闭（Off State），以确保系统的安全性或特定的运行需求。

作用和区别

1. `OffStateRunMode`

含义：
设置当定时器处于**运行模式（Run Mode）**时，输出引脚是否进入“关断状态（Off State）”。
- 运行模式通常是指定时器正在正常计数、产生PWM信号或其他功能时的状态。
作用：
如果需要在定时器工作时遇到特定条件（如MOE位被清除或发生断路信号时），保证输出引脚能够进入安全的关闭状态。
应用场景：
- 电机控制：当某种错误（如过流或断路）发生时，需要关闭所有输出引脚以保护电机或功率电子设备。
- 需要在运行状态下触发“保护性”关断的场景。

2. `OffStateIDLEMode`

含义：
设置当定时器处于**空闲模式（Idle Mode）**时，输出引脚是否进入“关断状态（Off State）”。
- 空闲模式通常是指定时器未运行或被停止时的状态（即计数器未运行）。
作用：
如果需要在定时器停止后，确保输出引脚进入安全的“关闭状态”，以防止悬空信号对外部电路造成意外影响。
应用场景：
- 系统在空闲时防止输出引脚出现意外信号。
- 例如在PWM输出停止时，将引脚状态拉低或设置为安全状态。

配置选项（参考 `@ref`）

两者的配置选项通常包括以下内容：

TIM_OSSR_ENABLE 或 TIM_OSSI_ENABLE：
使能在对应模式下的“关断状态”。当MOE位（主输出使能）被清除时，输出信号会强制进入低电平或高阻态（取决于配置）。
TIM_OSSR_DISABLE 或 TIM_OSSI_DISABLE：
禁用在对应模式下的“关断状态”。即使发生错误，输出引脚也会保持其当前状态。

总结

OffStateRunMode 用于运行模式下的输出安全关断控制，保证在定时器正常工作时遇到问题能立即关闭输出，避免损坏设备。
OffStateIDLEMode 用于空闲模式下的输出安全关断控制，确保定时器停止后引脚进入安全状态。

实际案例：

在电机控制应用中：
- OffStateRunMode 可以确保在运行时发生过流或过温等故障时，输出信号被关闭以保护电机。
- OffStateIDLEMode 确保系统停止工作时，PWM输出关闭，防止电机意外启动或出现噪声信号。

这两个设置对于电机控制器、逆变器或任何需要可靠输出信号管理的系统都是非常重要的配置项。

初学STM32 ---高级定时器互补输出带死区控制

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