STM32 HRTIM Burst输出模式应用演示

茶话MCU 2023-10-13 4473

描述

有人使用STM32G474芯片的片上高精度定时器HRTIM，他想使用其输出功能的Burst Mode。但不知如何使用，想找找参考例程。我这里就使用STM32G474芯片做下应用演示。

我们知道，STM32家族中有多个系列或子系列芯片内置HRTIM定时器。这里以STM32G474芯片为蓝本简单介绍下HRTIM时基单元中输出功能的BURST MODE原理及实现过程。HRTIM时基单元中输出模块【或通道】可以有三种工作状态，即运行态、空闲态、出错异常态【RUN、IDLE和FAULT】。

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【注 :上面截图来自STM32G4系列参考手册】

此处所要讲的Burst模式其实就是运行态和空闲态交替地实现输出的模式，即输出通道一会工作在运行状态、一会工作在空闲状态，每种状态的持续时间可以编程，由Burst Mode控制器管理。

HRTIM输出单元的Burst 操作模式在轻量负载的电源逆变器产品中用得比较常见。通过减少输出跳变次数及开关损耗，可以显著地提升转换效率。

当工作在Burst模式时【下文中文我统一用交替输出模式来表述】，典型应用就是1个或几个周期的运行状态的有效输出后，紧跟着输出相应周期数的空闲状态，可以单次性，也可以周期性地实现。比方下图就是一个工作在交替输出模式的示例【注 :下面截图来自STM32G4系列参考手册】：

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结合上图我们可以看出，交替输出控制器包括三个东西：

Burst计数器:时钟源【Burst Clock】可以有多种，甚至可以是HRTIM以外的事件，比较典型的是PWM周期事件。

寄存器HRTIM_BMCMP:用它定义空闲时间段长度。

寄存器HRTIM_BMPER:用它来定义一次交替输出的整个时间段，即上面的空闲事件段加上运行态时间段。时间段长短通过计数器的计数值来标定。【注 :下面截图来自STM32G4系列参考手册】

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上图中的交替输出模块的计数器的时钟源是HRTIM定时器单元的计数周期事件；

HRTIM_BMCMP=4，则一次交替输出的时间段内有5个计数周期做空闲输出；

HRTIM_BMPER=7，则一次交替输出的时间段为8个计数周期，其中运行处于运行态有3个周期；

另外，要进入交替输出模式，还需要触发信号来激活。能触发交替输出模式的事件很多，可以是HRTIM的时基单元的复位事件、溢出事件、比较事件、重复计数事件等，还可以来自其它片上常规定时器的事件。

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在下面的演示示例中，我选用TIMA的复位事件作为交替输出模式的触发事件。那么，现在就以STM32G474芯片为例，来介绍下HRTIM交替输出模式的实现过程。

我使用STM32CubeMx图形化工具进行基本配置。使用HRTIM里的TIMA单元，并开启其TA1/TA2的两路PWM输出。关于这两个通道的配置参数基本一样，有一点差别就是我只开启了TA1的交替输出模式，而没有开启TA2的。这样可以明显地做效果比较。重点关注下面配置截图中带下划线，尤其红色下划线的地方。

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在交替输出模式配置【Burst Mode configuration】里，我们配置Burst Mode Period为10，它对应前面提到的寄存器HRTIM_BMPER的值，即一次交替输出的整个时间段为11个周期。

配置Burst Mode Idle Duration为4,它对应前面提到的寄存器HRTIM_BMCMP，即一次交替输出时间段中有5个周期处于空闲输出【当然空闲输出电平可以根据需要选择性配置，这里输出低电平】。至于交替输出模式的触发信号，这里选择的是TIMA的复位事件，交替输出模式的计数时钟选择TIMA的周期性溢出事件。当然，具体应用时我们可以根据实际需要选择。

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其它配置细节这里就不啰嗦了，先跑出效果来。然后自己结合手册尝试调整，逐渐加深理解，慢慢进入自由使用。

基于我上面的配置，创建基于HAL库的工程后，只需添加几行如下代码即可运行查看结果。

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上面截图就是基于前面配置及代码的实现结果。不难看出，TA1开启了交替输出功能，TA2没有开启。从TA1的输出，我们可以看出整个交替输出时间段为11个周期，其中6个周期为有效运行状态，5个周期处于空闲输出状态。

审核编辑：刘清

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