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STM32的HAL库开发---高级定时器---互补输出带死区实验

news 来源：原创 2025/7/4 5:01:57

一、互补输出简介

互补输出：OCx输出高电平，则互补通道OCxN输出低电平。OCx输出低电平，则互补通道OCxN输出高电平。

带死区控制的互补输出：OCx输出高电平时，则互补通道OCxN过一会再输出输出低电平。这个时间里输出的电平为无效电平。

二、带死区控制的互补输出应用H桥

在H桥中间的是电动机，电流从左边流向右边为正转，从右边流向左边为反转。正转的时候，Q1和Q4导通，反转的时候，Q2和Q3导通。4个三极管都是NPN型三极管，都需要高电平才能导通。

Q1和Q3连接的OC1，Q2和Q3连接的是互补通道OC1N。当OC1输出高电平时，Q1和Q4导通，电机正转，OC1N输出低电平，Q2和Q3都截止。当OC1N输出高电平时，Q2和Q3导通，电机反转，此时OC1输出低电平，Q1和Q4截止。

如果输出通道OC1和互补输出通道OC1N都为有效电平，在这个图里边有效电平为高电平，都为有效电平则短路。

由于元器件是有延迟特性，所以需要加上死区时间控制。这个电路图的无效电平为低电平。

三、捕获/比较通道的输出部分(通道1至3)

1、OC1RE为输出参考信号，高电平有效。

2、TIMx_CCMR1的OC1M设置输出比较模式，在F1系列有8种比较模式。

3、 ETRF信号，设置了OC1CE为，则ETRF信号来的时候，OC1REF会被强制清0。

4、配置TIMx_CCER寄存器的CC1E和CC1NE位，来设置输出通道使能和输出互补通道使能。当使能输出通道，关闭互补输出通道，则直接走死区发生器上面那个线，经过输出极性选择器，从OC1输出。当关闭输出通道，使能互补输出通道，则经过互补输出极性选择器，从OC1N输出。

死区输出：同时使能输出通道和互补输出通带，OC1REF信号经过死区发生器，然后分别经过各自的极性选择器，来到OC1和OC1N。

MOE位：高级定时器的主输出控制，想输出。必须置1，否则两个通道都无法输出。

补充：

高级定时的刹车功能寄存器BDTR里边有一个OSSR位，对用在运行状态（MOE = 1)时，可以控制输出和互补输出通道电平。

手册种给出如下表格

重点看红色部分，当OSSR位设置为1时，如果只使能了输出通道或者互补输出通道中的任意一个，那个另一个通道会输出无效电平。当OSSR位设置为0的时候，另一个通道都是输出0。这个对于学习电机控制的时候有用，如果程序不设置这位，对于想使用一个定时器的互补输出通道控制电机，是不行的，因为另一个通道一直输出0。

sBreakDeadTimeConfig.OffStateRunMode=TIM_OSSR_ENABLE;

如果设置了这位，另一个通道会根据你设置的有效电平，来输出无效电平。

sConfig.OCNPolarity = TIM_OCNPOLARITY_LOW;
sConfig.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_LOW;

下面这俩是控制在刹车输入时，MOE位会被自动清零，然后输出通道和互补输出通道根据空闲状态输出电平，但是要注意，如果你两个通道都设置的是低电平有效，那下面这个设置就是无效的，因为硬件不允许两个通道同时输出有效电平，他会同时输出高电平。但是你设置的是高电平有效，下面这个设置会使两个通道都输出低电平，也就是同时输出无效电平。

sConfig.OCIdleState = TIM_OCIDLESTATE_RESET;
sConfig.OCNIdleState = TIM_OCNIDLESTATE_RESET;

四、死区时间计算

1、确定tDTS的值：

其中CKD位在TIMx_CR1寄存器里边设置，Ft为定时器时钟频率，F1系列就是72Mhz。

2、判断DTG[7:5]，选择计算公式，在TIMx_BDTR寄存器设置。

3、带入选择的公式计算。

五、刹车(断路)功能

1、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

将TIMx_BKIN引脚复用为刹车功能，刹车信号经过极性选择后，来到或门。BI为刹车中断。

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，由硬件强制设置。

2、发生刹车后，会怎么样？

MOE位被清零，OCx和OCxN为无效、空闲或复位状态(OSSI位选择)，MOE为0，被称为空闲模式，为1被称为运行模式。
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
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
如果AOE位置 1，在下一个更新事件UEV时，MOE位被自动置 1

从图中可以看出，当刹车信号来时，MOE位会被置0，同时输出通道电平由OIS1位决定，OIS1为1，则输出高电平，OIS1为0，则输出低电平。

1、设置输出通道极性为高电平有效，当OCxREF下降沿来的时候，没有延迟，当上升沿来的时候，需要加死区延迟。当刹车信号来的时候，OISx为0，输出低电平，低电平不是有效输出电平，所以没有延迟。

设置互补输出通道为高电平有效，在OCxREF下降沿来的时候，OCxN需要加死区延迟，在OCxREF上升沿来的时候，OCxN变为低电平，不需要加死区延迟。刹车信号来的时候，设置的OCSxN为1，为有效电平，需要加死区延迟。

2、设置输出通道极性为高电平有效，当OCxREF下降沿来的时候，不需要死区延迟，当上升沿来的时候，需要加死区延迟。当刹车信号来的时候，OISx为1，输出高电平，高电平是有效输出电平，需要加死区延迟。

设置互补输出通道为低电平有效，在OCxREF下降沿来的时候，OCxN需要加死区延迟，在OCxREF上升沿来的时候，OCxN变为高电平，不需要加死区延迟。刹车信号来的时候，设置的OCSxN为1，为无效电平，不需要加死区延迟。

3、互补输出没有开启，设置输出通道为高电平有效，输出与OCxREF一样，刹车信号来的时候，OCSx为0，为无效电平，不需要死区延迟。

互补输出通道没有开启，设置的设置互补输出通道为高电平有效，同时OCSxN为1，高电平是有效输出电平，需要加死区延迟。

4、互补输出没有开启，设置输出通道为高电平有效，输出与OCxREF一样，刹车信号来的时候，OCSx为1，为有效电平，需要死区延迟。

互补输出通道没有开启，设置的设置互补输出通道为高电平有效，同时OCSxN为0，低电平不是有效输出电平，不需要加死区延迟。

4、互补输出没有开启，设置输出通道为高电平有效，输出与OCxREF一样，刹车信号来的时候，OCSx为1，为有效电平，需要死区延迟。

互补输出通道没有开启，设置的设置互补输出通道为高电平有效，同时OCSxN为0，低电平不是有效输出电平，不需要加死区延迟。

六、高级定时器互补输出带死区控制实验配置步骤

1、HAL_TIM_PWM_Init()函数，配置定时器基础工作参数。这个函数与HAL_TIM_Base_init()函数功能是一样的。

2、HAL_TIM_PWM_MspInit()，配置NVIC、CLOCK、GPIO等。

3、HAL_TIM_PWM _Configchannel()函数，配置PWM模式/比较值。

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

5、HAL_TIM_PWM _Start()函数，使能输出、主输出、计数器。

6、HAL_TIM_PWMN _Start()函数，使能互补输出、主输出、计数器。

七、高级定时器互补输出带死区控制实验

1、寄存器版本

#include "./BSP/TIMER/atim.h"//配置定时器1的通道1 和 通道1互补输出  PE8 PE9
void Advanced_TIM_Init(void)
{//开启定时器1时钟RCC->APB2ENR |= (1 << 11);//设置CKD分频系数为4TIM1->CR1 |= (1 << 9);TIM1->CR1 &= ~(1 << 8);//设置ARR寄存器缓冲功能TIM1->CR1 |= (1 << 7);//注意硬件不允许同时输出有效电平 有效电平在CCxP和CCxNP设置//设置OIS1 输出空闲状态//TIM1->CR2 |= (1 << 8);TIM1->CR2 &= ~(1 << 8);//设置OIS1N 互补输出空闲状态TIM1->CR2 |= (1 << 9);//设置CC1S模式为输出 00 TIM1->CCMR1 &= ~(0X03 << 0);//OC1M 设置为PWM1模式 110 TIM1->CCMR1 |= (0X03 << 5);TIM1->CCMR1 &= ~(1 << 4);//CC1NP 互补输出高电平有效TIM1->CCER &= ~(1 << 3);//CC1NE 开启互补输出比较使能TIM1->CCER |= (1 << 2);//CC1P 输出高电平有效TIM1->CCER &= ~(1 << 1);//CC1E开启输出比较使能TIM1->CCER |= (1 << 0);//设置预分频系数为71TIM1->PSC = 71;//设置预装载值为999 TIM1->ARR = 999;//设置CCR1输出比较值 控制占空比TIM1->CCR1 = 0.3 * (TIM1->ARR + 1) - 1;//MOE 开启主输出TIM1->BDTR |= (1 << 15);//AOE 开启刹车失效之后MOE自动恢复TIM1->BDTR |= (1 << 14);//刹车极性高电平有效TIM1->BDTR |= (1 << 13);//开启刹车使能TIM1->BDTR |= (1 << 12);//CKD分频系数设置为4 72M/4 取倒数为Tdts时间 //然后用100 成这个时间为死区延迟时间 5.56us//设置DTG死区延时为100 TIM1->BDTR |= 100;TIM1->EGR |= (1 << 0);//开启GPIOE1时钟RCC->APB2ENR |= (1 << 6);//设置PE8为复用推挽输出GPIOE->CRH |= (0X03 << 0);GPIOE->CRH |= (1 << 3);GPIOE->CRH &= ~(1 << 2);//设置PE9为复用推挽输出GPIOE->CRH |= (0X03 << 4);GPIOE->CRH |= (1 << 7);GPIOE->CRH &= ~(1 << 6);//设置PE15为复用推挽输出GPIOE->CRH |= (0X03 << 28);GPIOE->CRH |= (1 << 31);GPIOE->CRH &= ~(1 << 30);//使能AFIO时钟RCC->APB2ENR |= (1 << 0);//设置TIM1完全重映射 将CH1映射到PE9 CH1N映射到PE8 BKIN映射到PE15上AFIO->MAPR |= (0x03 << 6);//使能计数器TIM1->CR1 |= (1 << 0);
}

注意：配置过程中发现刹车输入使能位和刹车极性位设置无效，但是debug的时候通过断点设置便可以，全速运行就不可以问题还没有找到，有思路的小伙伴可以私信我。

2、库函数版本

atim.h头文件

#ifndef __ATIM_H
#define __ATIM_H#include "stm32f1xx.h"
void Advanced_TIM_Init(void);
#endif

atim.c源文件

#include "./BSP/TIMER/atim.h"TIM_HandleTypeDef htim;void Advanced_TIM_Init(void)
{htim.Instance = TIM1;htim.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;htim.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV4;htim.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;htim.Init.Period = 999;htim.Init.Prescaler = 71;//配置PWM输出HAL_TIM_PWM_Init(&htim);TIM_OC_InitTypeDef sConfig = {0};sConfig.OCIdleState = TIM_OCIDLESTATE_SET;sConfig.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;sConfig.OCNIdleState = TIM_OCNIDLESTATE_RESET;sConfig.OCNPolarity = TIM_OCNPOLARITY_HIGH;sConfig.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;sConfig.Pulse = 499;HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim,&sConfig,TIM_CHANNEL_1);TIM_BreakDeadTimeConfigTypeDef sBreakDeadTimeConfig = {0};sBreakDeadTimeConfig.AutomaticOutput = TIM_AUTOMATICOUTPUT_ENABLE;sBreakDeadTimeConfig.BreakPolarity = TIM_BREAKPOLARITY_HIGH;sBreakDeadTimeConfig.BreakState = TIM_BREAK_ENABLE;sBreakDeadTimeConfig.DeadTime = 100;sBreakDeadTimeConfig.OffStateIDLEMode = TIM_OSSI_DISABLE;sBreakDeadTimeConfig.OffStateRunMode=TIM_OSSR_DISABLE;//刹车输入及死区时间配置HAL_TIMEx_ConfigBreakDeadTime(&htim,&sBreakDeadTimeConfig);HAL_TIM_PWM_Start(&htim,TIM_CHANNEL_1);HAL_TIMEx_PWMN_Start(&htim,TIM_CHANNEL_1);
}void HAL_TIM_PWM_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{//开启定时器1时钟__HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE();//开启GPIOE时钟__HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();GPIO_InitTypeDef GPIO_Init = {0};GPIO_Init.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;GPIO_Init.Pin  = GPIO_PIN_8;GPIO_Init.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;//初始化PE8为复用推挽输出HAL_GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_Init);//初始化PE9为复用推挽输出GPIO_Init.Pin  = GPIO_PIN_9;HAL_GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_Init);GPIO_Init.Mode = GPIO_MODE_INPUT;GPIO_Init.Pull = GPIO_PULLDOWN;GPIO_Init.Pin  = GPIO_PIN_15;HAL_GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_Init);//开启AFIO时钟__HAL_RCC_AFIO_CLK_ENABLE();//开启TIM1完全重映射__HAL_AFIO_REMAP_TIM1_ENABLE();
}

main.c源文件

#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/TIMER/atim.h"int main(void)
{HAL_Init();                         /* 初始化HAL库 */sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9); /* 设置时钟, 72Mhz */delay_init(72);                     /* 延时初始化 */led_Init();                         /* LED初始化 */Advanced_TIM_Init();while(1){ LED0(1);LED1(0);delay_ms(500);LED0(0);LED1(1);delay_ms(500);}
}

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在这篇文章中我们将深入探讨如何通过Jenkins构建高效的自动化部署流水线，帮助团队实现从代码提交到生产环境部署的全流程自动化。无论你是Jenkins新手还是有一定经验的开发者，这篇文章都会为你提供实用的技巧和最佳实践，助你在项目部署中走得…...

编程日记 2025/7/4 2:46:36

机器学习 - 线性回归（最大后验估计）

最大似然估计的一个缺点是当训练数据比较少时会发生过拟合，估计的参数可能不准确.为了避免过拟合，我们可以给参数加上一些先验知识. 一、先从最大似然估计的一个缺点入手最大似然估计（MLE）在处理小样本数据时，容易发…...

编程日记 2025/7/4 2:35:21

Web前端开发--HTML

HTML快速入门 1.新建文本文件，后缀名改为.html 2.编写 HTML结构标签 3.在<body>中填写内容 HTML结构标签特点 1.HTML标签中不区分大小写 2.HTML标签属性值中可以使用单引号也可使用双引号 3.HTML语法结构比较松散（但在编写时要严格一点&…...

编程日记 2025/7/4 2:31:47

Linux | 系统调用

文章目录 Linux | 系统调用open 系统调用功能头文件和函数原型参数解释返回值示例代码其他常用系统调用read 系统调用write 系统调用close 系统调用lseek 系统调用stat 系统调用 Linux | 系统调用前言：在Linux系统中，系统调用是用户空间程序与内核进行…...

编程日记 2025/7/4 2:31:48

用easyExcel如何实现？

要使提供的 ExcelModelListener 类来解析 Excel 文件并实现批量存储数据库的功能，需要结合 EasyExcel 库来读取 Excel 数据。具体来说，可以使用 EasyExcel.read() 方法来读取 Excel 文件，并指定 ExcelModelListener 作为事件监听器。下面是…...

编程日记 2025/7/4 3:08:08

ASP.NET Core SignalR身份验证

在需要登录才能访问的集线器类上或者方法上添加[Authorize]。也支持角色等设置，可以设置到Hub或者方法上。配置好User、Role、MyDbContext、JWTSettings、IdentityHelper Program.cs using SignaIR的基本使用; using Scalar.AspNetCore; using Identity框架; us…...

编程日记 2025/7/4 2:49:26

查询语句来提取 detail 字段中包含 xxx 的 URL 里的 commodity/ 后面的数字串

您可以使用以下 SQL 查询语句来提取 detail 字段中包含 oss.kxlist.com 的 URL 里的 commodity/ 后面的数字串： <p><img style"max-width:100%;" src"https://oss.kxlist.com//8a989a0c55e4a7900155e7fd7971000b/commodity/20170925/20170…...

编程日记 2025/7/4 2:56:09

linux本地部署deepseek

目录安装ollama安装open-webui网页客户端界面本地安装open-webui直接安装在裸机上安装在docker中外部服务器安装open-webui，并链接本地的ollama服务直接安装在外部服务器裸机上配置systemd启动open-webui 安装在docker中最后更新时间2024-05-24 安装ollama olla…...

编程日记 2025/7/4 4:20:12

ESP32_H2（IDF）学习系列-蓝牙基础学习（上）

一、简介参考：[乐鑫-蓝牙] Bluetooth LE 的分层架构 Bluetooth LE 协议定义了三层软件结构，自上而下分别是应用层 (Application Layer) 应用层（Application Layer） 主机层 (Host Layer) 控制器层 (Controller Layer) 应用…...

编程日记 2025/7/4 2:45:02

防御综合实验

需求一配置vlan [SW2]int g 0/0/2 [SW2-GigabitEthernet0/0/2]port link-type access [SW2-GigabitEthernet0/0/2]port default vlan 10 [SW2-GigabitEthernet0/0/2]int g0/0/3 [SW2-GigabitEthernet0/0/3]port link-type access [SW2-GigabitEthernet0/0/3]port default vl…...

编程日记 2025/6/28 11:59:58