摘要：本文主要研究了STM32H7芯片系列中定時器同步啟動并輸出PWM波形的實(shí)現(xiàn)方法。PWM信號在現(xiàn)代嵌入式系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用于電機(jī)控制、LED調(diào)光等場景，而在多個PWM信號同時輸出時，為了保證同步性和穩(wěn)定性，需要進(jìn)行同步啟動操作。本文首先分析了STM32H7芯片定時器同步啟動和PWM輸出的原理。針對多個PWM信號同時輸出的情況，提出了一種基于定時器同步啟動的PWM輸出方案。采用STM32CubeMX進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明，該方案能夠有效解決多個PWM信號同步輸出的問題，實(shí)現(xiàn)了高精度和穩(wěn)定性。本文的方法和經(jīng)驗(yàn)可以為其他嵌入式系統(tǒng)中PWM信號的多路輸出提供參考和借鑒，對于提高嵌入式系統(tǒng)的實(shí)時性和精度具有很高的實(shí)用價值。

關(guān)鍵詞：同步；電機(jī)控制；高速單片機(jī)；STM32CubeMX；STM32H7；PWM

Abstract:?This paper mainly studies the realization method of timer synchronous startup and output PWM waveform in STM32H7 chip series. PWM signals are widely used in modern embedded systems in motor control, LED dimming and other scenarios, and when multiple PWM signals are output at the same time, in order to ensure synchronization and stability, it is necessary to start the operation synchronously. This paper first analyzes the principle of STM32H7 chip timer synchronous startup and PWM output. Aiming at the simultaneous output of multiple PWM signals, a PWM output scheme based on timer synchronization is proposed. STM32CubeMX is used for experimental verification. The results show that this scheme can effectively solve the problem of synchronizing output of multiple PWM signals, and achieve high precision and stability. The method and experience in this paper can provide reference and reference for other embedded system PWM signal multichannel output, and has high practical value for improving the real-time and precision of embedded system.

Keywords:?Synchronize; High speed single chip microcomputer; STM32CubeMX; STM32H723ZGT6; PWM

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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方案的穩(wěn)定性和實(shí)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(shí)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(shí)驗(yàn)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。

1. 通用定時器框圖

2.?定時器特性比較

3.?定時器內(nèi)部觸發(fā)連接關(guān)系

4.?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

5.?修改代碼并驗(yàn)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(yàn)證結(jié)果

5.3?驗(yàn)證抖動范圍不超過3ns

6.?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(shí)現(xiàn)了定時器的同步啟動，并且實(shí)現(xiàn)了周期、占空比和相位的精確控制。實(shí)驗(yàn)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(shí)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。

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