脈沖信號(hào)用于設(shè)備控制是比較常見(jiàn)的，但在一些情況下，我們希望精準(zhǔn)的控制脈沖的數(shù)量以實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)的精確控制，實(shí)現(xiàn)的方式也有多種多樣。定時(shí)器是單片機(jī)內(nèi)部最基礎(chǔ)且常用的外設(shè)，有著非常豐富的功能，如輸入功能（測(cè)量輸入信號(hào)的脈沖寬度、頻率，PWM 輸入等），輸出功能（PWM 輸出、死區(qū)時(shí)間可編程的互補(bǔ)輸出、 單脈沖模式輸出等） ，容易想到使用定時(shí)器輸出PWM來(lái)實(shí)現(xiàn)此類(lèi)操作。

MM32F5270系列集成有豐富的外設(shè)模塊，其中定時(shí)器部分包括 2 個(gè) 16 位高級(jí)定時(shí)器， 2 個(gè) 16 位通用定時(shí)器、 2 個(gè) 32 位通用定時(shí)器， 2 個(gè) 16 位基礎(chǔ)定時(shí)器和1 個(gè)低功耗定時(shí)器。以TIM1為例，該模塊主要由輸入單元、輸出單元、時(shí)基單元、捕獲/比較模塊、剎車(chē)單元等結(jié)構(gòu)組成，功能框圖如下：

這里以MM32F5270定時(shí)器應(yīng)用為例，介紹幾種常用的精準(zhǔn)輸出脈沖數(shù)量的方法：

1?中斷計(jì)數(shù)方式

定時(shí)器配置為PWM輸出模式，在PWM中斷程序中計(jì)數(shù)，判斷PWM輸出次數(shù)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，停止PWM輸出。

中斷計(jì)數(shù)的方式實(shí)現(xiàn)起來(lái)簡(jiǎn)單，但也存在明顯的缺點(diǎn)。當(dāng)PWM頻率較高時(shí)，頻繁的中斷將影響程序運(yùn)行的效率，占用大量的MCU資源，這在大多數(shù)情況下是不可接受的。以下幾種方式較為優(yōu)化。

2?定時(shí)器單脈沖重復(fù)計(jì)數(shù)

定時(shí)器單脈沖輸出是定時(shí)器比較輸出中的一種模式，在定時(shí)器比較輸出模式的基礎(chǔ)上進(jìn)行配置。單脈沖模式（OPM）下，計(jì)數(shù)器響應(yīng)一個(gè)激勵(lì)，產(chǎn)生一個(gè)脈寬可調(diào)的脈沖。配置 TIMx_CR1 寄存器的OPM=1，選擇單脈沖模式。

單脈沖模式可以使定時(shí)器輸出1個(gè)脈沖，而重復(fù)計(jì)數(shù)器可以用來(lái)調(diào)整更新事件產(chǎn)生的頻率。

邊沿對(duì)齊模式下，向上計(jì)數(shù)時(shí)，重復(fù)計(jì)數(shù)器在計(jì)數(shù)器每次上溢時(shí)遞減；向下計(jì)數(shù)時(shí)，重復(fù)計(jì)數(shù)器在計(jì)數(shù)器每次下溢時(shí)遞減。中央對(duì)齊模式下，重復(fù)計(jì)數(shù)器在計(jì)數(shù)器上溢和下溢時(shí)皆遞減。通過(guò)配置 TIMx_RCR 寄存器的 REP 來(lái)調(diào)整更新事件產(chǎn)生的頻率，重復(fù)計(jì)數(shù)器在 REP+1 個(gè)計(jì)數(shù)周期后產(chǎn)生更新事件。

配置TIM1輸出PWM，使能單脈沖模式，配置REP（重復(fù)計(jì)數(shù)器的值）為9，即TIM1在輸出10個(gè)脈沖后發(fā)生更新事件，相關(guān)代碼如下：

voidTIM1_Monopulse_Init(u16arr,u16psc)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStruct;
TIM_OCInitTypeDefTIM_OCInitStruct;
TIM_ICInitTypeDefTIM_ICInitStruct;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2ENR_TIM1,ENABLE);
TIM_DeInit(TIM1);
TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStruct);
TIM_TimeBaseStruct.TIM_Period=arr;
TIM_TimeBaseStruct.TIM_Prescaler=psc;
TIM_TimeBaseStruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseStruct.TIM_RepetitionCounter=9;
TIM_TimeBaseStruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit(TIM1,&TIM_TimeBaseStruct);

TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStruct);
TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM2;
TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse=arr/2;
TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;
TIM_OCInitStruct.TIM_OCIdleState=TIM_OCIdleState_Reset;
TIM_OC1Init(TIM1,&TIM_OCInitStruct);
TIM_OC1PreloadConfig(TIM1,TIM_OCPreload_Enable);
TIM_ARRPreloadConfig(TIM1,ENABLE);
TIM_SelectOnePulseMode(TIM1,TIM_OPMode_Single);
TIM_SetCounter(TIM1,0);
TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1,ENABLE);

TIM_Cmd(TIM1,ENABLE);
}

邏輯分析儀接PA8（程序中配置PA8作為T(mén)IM1_CH1），觀測(cè)輸出波形如下：

由于REP只有8位，所以它最大是255，當(dāng)然也可以進(jìn)行一些判斷后再次賦值，目前只有高級(jí)定時(shí)器具有重復(fù)計(jì)數(shù)功能。

3?DMA方式

使用DMA功能更新PWM的輸出，DMA傳輸將數(shù)據(jù)從一個(gè)地址空間復(fù)制到另一個(gè)地址空間，提供在外設(shè)和存儲(chǔ)器之間或者存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器之間的高速數(shù)據(jù)傳輸。它允許不同速度的硬件裝置來(lái)溝通，而不需要依賴(lài)于MPU的大量中斷負(fù)載。該方式占用很少的MCU資源，實(shí)現(xiàn)脈沖發(fā)送的精確控制。

通過(guò)設(shè)置DMA傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)量，可以控制發(fā)送的脈沖數(shù)。通過(guò)設(shè)置不同的裝載值和順序，可以使用不同頻率和脈寬。

TIMx_DCR 和 TIMx_DMAR 寄存器跟 DMA 模式相關(guān)。DMA 控制器的目標(biāo)是唯一的，必須指向TIMx_DMAR 寄存器。開(kāi)啟 DMA 使能后，在給定的 TIMx 事件發(fā)生時(shí)， TIMx 會(huì)給 DMA 發(fā)送請(qǐng)求。對(duì)TIMx_DMAR 寄存器的每次寫(xiě)操作都被重定向到一個(gè) TIMx 寄存器。

TIMx_DMAR 連續(xù)模式 DMA 地址寄存器：

TIMx_DCR DMA 控制寄存器：

程序中配置TIM1的更新周期為10ms。

TIM1_PWM_Init(10000-1,SystemCoreClock/1000000-1);

定義一個(gè)數(shù)組，元素的數(shù)量表示可以控制發(fā)送的脈沖數(shù)，元素的值表示脈寬。

staticu16data[10]={1000,2000,3000,4000,5000,6000,7000,8000,9000,0};

配置TIM1輸出PWM，相關(guān)代碼同上，使能COM的DMA請(qǐng)求，配置DMA初始化，使能DMA傳輸完成中斷，TIM1_CH1對(duì)應(yīng)DMA1_Channel2。

voidTIM1_DMA_Init(void)
{
DMA_InitTypeDefDMA_InitStruct;
DMA_Channel_TypeDef*channel;
channel=DMA1_Channel2;
RCC_DMA_ClockCmd(DMA1,ENABLE);

DMA_DeInit(channel);
DMA_StructInit(&DMA_InitStruct);
//Transferregisteraddress
DMA_InitStruct.DMA_PeripheralBaseAddr=(u32)&(TIM1->CCR1);
//Transfermemoryaddress
DMA_InitStruct.DMA_MemoryBaseAddr=(u32)data;
//Transferdirection,frommemorytoregister
DMA_InitStruct.DMA_DIR=DMA_DIR_PeripheralDST;
DMA_InitStruct.DMA_BufferSize=10;
DMA_InitStruct.DMA_PeripheralInc=DMA_PeripheralInc_Disable;
//Transfercompletedmemoryaddressincrement
DMA_InitStruct.DMA_MemoryInc=DMA_MemoryInc_Enable;
DMA_InitStruct.DMA_PeripheralDataSize=DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;
DMA_InitStruct.DMA_MemoryDataSize=DMA_MemoryDataSize_HalfWord;
DMA_InitStruct.DMA_Mode=DMA_Mode_Normal;//DMA_Mode_Circular;
DMA_InitStruct.DMA_Priority=DMA_Priority_High;
DMA_InitStruct.DMA_M2M=DMA_M2M_Disable;
DMA_InitStruct.DMA_Auto_reload=DMA_Auto_Reload_Disable;
DMA_Init(channel,&DMA_InitStruct);

DMA_ITConfig(channel,DMA_IT_TC,ENABLE);
DMA_Cmd(DMA1_Channel2,ENABLE);
}

DMA中斷服務(wù)子程序：

voidDMA1_Channel2_IRQHandler(void)
{
if(DMA_GetITStatus(DMA1_IT_TC2)){
DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_TC2);
TIM_Cmd(TIM1,DISABLE);
}
}

邏輯分析儀接PA8（程序中配置PA8作為T(mén)IM1_CH1），觀測(cè)輸出波形如下：

輸出9個(gè)脈沖，脈寬分別為10%、20%、30%......90%。

DMA方式算是一個(gè)很確定的方式，不會(huì)丟失脈沖。當(dāng)需要發(fā)送較多數(shù)量的脈沖時(shí)，則可以使用DMA傳輸完成中斷中切換DMA傳輸?shù)臄?shù)據(jù)起始地址及發(fā)送數(shù)量。

4?主從模式

定時(shí)器同步功能可以配置多個(gè)定時(shí)器在內(nèi)部相連。

利用定時(shí)器的主從模式，即一個(gè)是主定時(shí)器，一個(gè)是從定時(shí)器，由主定時(shí)器輸出脈沖信號(hào)，主定時(shí)器產(chǎn)生的更新觸發(fā)傳遞給從定時(shí)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，溢出時(shí)觸發(fā)從定時(shí)器的中斷服務(wù)函數(shù)。通過(guò)主從定時(shí)器進(jìn)行設(shè)定，不占用主程序時(shí)鐘，且能精準(zhǔn)控制。

主從關(guān)系要遵循參考手冊(cè)中所提供的配置，TIMx之間的互聯(lián)：

參考TIMx_CR2和TIMx_SMCR寄存器配置主從模式。

TIMx_CR2 控制寄存器 2：

TIMx_SMCR 從模式控制寄存器：

配置TIM1為主模式，輸出PWM：

voidTIM1_Master_Init(u16arr,u16psc)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStruct;
TIM_OCInitTypeDefTIM_OCInitStruct;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2ENR_TIM1,ENABLE);

TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStruct);
TIM_TimeBaseStruct.TIM_Period=arr;
TIM_TimeBaseStruct.TIM_Prescaler=psc;
TIM_TimeBaseStruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseStruct.TIM_RepetitionCounter=0;
TIM_TimeBaseStruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit(TIM1,&TIM_TimeBaseStruct);

TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStruct);
TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM2;
TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse=499;
TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;
TIM_OC1Init(TIM1,&TIM_OCInitStruct);

TIM_OC1PreloadConfig(TIM1,TIM_OCPreload_Enable);
TIM_ARRPreloadConfig(TIM1,ENABLE);
TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM1,TIM_MasterSlaveMode_Enable);
TIM_SelectOutputTrigger(TIM1,TIM_TRIGSource_Update);

TIM_SetCounter(TIM1,0);
TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1,ENABLE);
TIM_Cmd(TIM1,ENABLE);
}

配置TIM3為從模式，選擇ITR0觸發(fā)（對(duì)應(yīng)內(nèi)部觸發(fā)源TIM1），使能更新中斷：

voidTIM3_Slave_Init(u16arr,u16psc)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStruct;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1ENR_TIM3,ENABLE);

TIM_TimeBaseStructInit(&TIM_TimeBaseStruct);
TIM_TimeBaseStruct.TIM_Period=arr;
TIM_TimeBaseStruct.TIM_Prescaler=psc;
TIM_TimeBaseStruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseStruct.TIM_RepetitionCounter=0;
TIM_TimeBaseStruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseStruct);

TIM_ARRPreloadConfig(TIM3,DISABLE);

TIM_SelectInputTrigger(TIM3,TIM_TS_ITR0);
TIM_SelectSlaveMode(TIM3,TIM_SlaveMode_External1);
TIM_SelectMasterSlaveMode(TIM3,TIM_MasterSlaveMode_Enable);

TIM_ClearFlag(TIM3,TIM_FLAG_Update);
TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE);

TIM_SetCounter(TIM3,0);
TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
}

TIM3控制脈沖數(shù)量，此處設(shè)置為10：

TIM3_Slave_Init(10,0);

TIM3中斷服務(wù)子程序：

voidTIM3_IRQHandler(void)
{
if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_Update)!=RESET){
TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);
TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1,DISABLE);
TIM_Cmd(TIM1,DISABLE);
TIM_Cmd(TIM3,DISABLE);
TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,DISABLE);
}
}

邏輯分析儀接PA8（程序中配置PA8作為T(mén)IM1_CH1），觀測(cè)輸出波形如下：

TIM1輸出10個(gè)脈沖后停止。

以上簡(jiǎn)要列舉了幾種控制脈沖數(shù)量輸出的方式，以MM32F5270為例演示其實(shí)現(xiàn)的可行性。在實(shí)際應(yīng)用中，幾種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，具體的方式還需要根據(jù)資源和需求進(jìn)行綜合考慮。

審核編輯：湯梓紅