更改STM32定時器周期后的輸出疑問分析

他先將STM32某定時器計數(shù)周期設(shè)為0xff,單向遞增計數(shù)模式，OC比較值設(shè)為0x7F。 在某時刻將新的計數(shù)周期0x7F與比較值0x3F加載到影子寄存器。 當(dāng)正在進行的一個周期結(jié)束后，經(jīng)示波器測量確實可以看到其下一個周期發(fā)生變化，但其周期明顯與預(yù)設(shè)值對應(yīng)不上！ 再次經(jīng)過一個周期，定時器才會按照預(yù)設(shè)值穩(wěn)定輸出。

以上是咨詢者不算很清晰的描述【其實咨詢TIMER問題最好配上時序圖】，但可以了解到他要做的事情就是在ARR=0xff,ccr=0x7F的PWM輸出狀態(tài)下，于某時刻賦予ARR和CCR新值以改變輸出波形。

事情不算復(fù)雜,疑點就是為什么需要2個周期延時后才能有基于新配置的穩(wěn)定輸出。 【他這里說的2個周期顯然不清楚到底指的前后哪個周期值】

這個問題主要涉及到定時器寄存器的預(yù)裝功能。 有些時候我們需要保證輸出波形完整性、連續(xù)性，開啟ARR及CCR的預(yù)裝功能就比較合適，使用CubeMx配置時做些勾選即可。 開啟預(yù)裝后，修改ARR及CCR的值，生效時間點最長可能延后1個舊計數(shù)周期。 不過這里要注意，我們修改ARR及CCR的值若不是特別需求，建議在一個計數(shù)周期內(nèi)完成修改，不要一個值在更新事件之前完成賦值，另一個則發(fā)生在該更新事件之后。

我也將上面提醒告知咨詢者，他反饋問題依然沒能解決，準(zhǔn)確說是疑惑依然沒能解除。 他這里的確只是提出疑惑，并未提出具體需求。 另外，他還將問題的復(fù)現(xiàn)過程做了如下補充：

第一步：

1 - 關(guān)閉預(yù)裝載（ARR/CCR）

2 - 設(shè)定ARR=CCR=0xFF

3 - 開啟輸出比較功能（連接到示波器查看波形）

第二步：

1 - 設(shè)置示波器觸發(fā)（延遲一段時間拉高某個IO引腳以觸發(fā)示波器采集）

2 - 立即清空CNT

3 - 使能預(yù)裝載

4 - 設(shè)定ARR=0X7F，CCR=0X3F

現(xiàn)象：本周期結(jié)束后其計數(shù)周期確實會相應(yīng)改變，但改變之后的前兩個周期明顯與設(shè)定值不符，即經(jīng)過2個周期后才可穩(wěn)定輸出。

復(fù)現(xiàn)過程表述得比較清晰了，他也再次明確了疑惑點。 同時還強調(diào)說網(wǎng)上很多人碰到類似問題或疑惑。 他在STM32L4系列和STM32H7系列上都遇到了同樣問題。 既然這樣，現(xiàn)在我們使用STM32L4系列的TIM1來進行驗證，參照他的操作步驟來組織代碼，看看來龍去脈。

我是這樣測試驗證的。

在關(guān)閉ARR/CCR的預(yù)裝前提下給二者分別賦值0xff和0x7f,啟動CH1的PWM輸出并使能該通道的輸出比較中斷。 在第一個脈沖的比較中斷里按照咨詢者的做法修改ARR/CCR值。 為了便于觀察效果，我也開啟了更新中斷，通過更新中斷記錄脈沖個數(shù)，輸出幾個脈沖后就將定時器及輸出都關(guān)閉掉。 【選擇PWM模式1，極性為高有效】

編寫代碼、編譯除錯后，運行得到如下結(jié)果：【黃色波形結(jié)尾的4個脈沖是基于新參數(shù)的輸出。 綠色波形的上升沿指示修改數(shù)據(jù)的時間點，這里輔助顯示下，重點在黃色波形。 】

上面輸出波形應(yīng)該說跟客戶反饋的是一致的。 我們來一起看看。

在第一個脈沖的比較中斷處，也是第一個脈沖的正中央【紅色箭頭所指位置】處做參數(shù)修改。 修改步驟按照咨詢者提供的來實現(xiàn)。

即按照上面的3小步操作【第1小步是咨詢者設(shè)置示波器的動作，不用理它】。

這里是開啟預(yù)裝功能后才修改ARR/CCR值，這兩個新值目前只能暫居預(yù)裝寄存器，實際起作用的ARR/CCR值仍是之前的0xff和0x7f。 而且，還在此處對計數(shù)器做了清零，即從此刻起PWM輸出脈沖重頭來。 這樣從上圖紅色箭頭到藍色箭頭之間的波形依然是基于ARR=0xff,CCR=0x7f參數(shù)運行的。 定時器于藍色箭頭所指位置處發(fā)生更新事件，新數(shù)據(jù)【0x7f,0x3f】生效起作用。

顯然從修改時刻算起到數(shù)據(jù)生效 剛好延時1個舊周期，結(jié)合到這里，恰好是新周期的2倍。 修改數(shù)據(jù)后整整花了2個周期的時間才生效就是這么來的。

如果在上面操作步驟的基礎(chǔ)上拿掉對計數(shù)器清零操作，其它不變，輸出結(jié)果又不一樣了。 見下面截圖：

同樣，紅色箭頭所指位置為修改數(shù)據(jù)的時刻。 由于此時沒有對計數(shù)器清零，計數(shù)器按部就班計數(shù)，PWM輸出按預(yù)定配置輸出，繼續(xù)運行半個舊周期后計數(shù)器溢出產(chǎn)生更新事件于藍色箭頭所指位置。 藍色箭頭所指位置以后PWM輸出按新參數(shù)運行。 不難看出，這次新數(shù)據(jù)的生效從修改時刻算起僅延時半個舊周期，相當(dāng)于后續(xù)的1個新周期。

這里強調(diào)下，我這里測試時選擇的剛好是舊周期的中間點，所以延時生效為半個舊周期。 具體應(yīng)用時的延時跟我們修改參數(shù)所選的時間點有關(guān)，一般來講，它最長不會超過1個舊周期，最短極限為0。

當(dāng)然，如果說我們不關(guān)心修改數(shù)據(jù)前后波形的完整性，直接關(guān)閉預(yù)裝功能也行,或者手動產(chǎn)生更新事件也可以。 總之，我們根據(jù)實際應(yīng)用需求來定。

聊到這里，關(guān)于咨詢者的疑惑基本解釋得差不多了。

或許眼尖的人看到上面第一種操作輸出的PWM波形里面有個非常細(xì)窄的尖脈沖，它是怎么回事呢？ 示波器問題？ 非也！ 【見下圖橢圓形框住的細(xì)長線】

此處尖脈沖產(chǎn)生的原因是------

當(dāng)發(fā)生比較中斷時我們才去做修改參數(shù)動作，在做計數(shù)器清零操作前，計數(shù)器的值已經(jīng)大于設(shè)置的CCR值【0x7f】，按照當(dāng)前PWM輸出模式及極性選擇，輸出則變?yōu)榈碗娖搅恕?但是，在中斷里我們很快又將計數(shù)器值做了個清零，此時計數(shù)器值又小于CCR值【0x7f】了。 同樣，按照當(dāng)前PWM配置，輸出又變回高電平，最終就產(chǎn)生了這么個一下一上的尖脈沖。 【注：這里涉及PWM輸出原理，需要的自行補課。 】

今天話題就此打住，下次再聊。

　　審核編輯：湯梓紅