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为什么用单脉冲模式和RCR寄存器控制定时器发出指定频率和数目的PWM脉冲时，当频率上升，输出的脉冲数目总是小于设定值？

avatar Eryxmachus 提问时间: 2023-07-11 21:55:56 / 未解决
需要产生频率[50, 200k]Hz，数目[1, 2000]的PWM脉冲来驱动步进电机。目前已经尝试了三种方法。
1. 直接使用定时器中断计数和停止脉冲
2. 设置一个门模式从定时器计数和停止脉冲
3. 使用高级定时器的单脉冲和重复计数器（RCR）计数和停止脉冲

个人认为第三种方法最简单、最可靠。毕竟所有的控制都是硬件完成的。但是当频率上升到200kHz时，三种方法均无法产生数目准确的PWM脉冲。并且脉冲数目总是小于预期值。

下面是我计时器的设置和代码。

为什么用单脉冲模式和RCR寄存器控制定时器发出指定频率和数目的PWM脉冲时，当频率上升，输出的脉冲数目总是小于设定值？ [相关图片]
为什么用单脉冲模式和RCR寄存器控制定时器发出指定频率和数目的PWM脉冲时，当频率上升，输出的脉冲数目总是小于设定值？ [相关图片]
  1. #define CLK_FREQ 144000   /* CLK_INT / 1000 */
  2. #define DT 1                       /* dt in millisecond */

  4. #include "tim.h"
  5. #include "gpio.h"
  6. #include "math.h"

  8. void motorMove(uint8_t xdir,uint16_t xsteps, uint8_t ydir,uint16_t ysteps)
  9. {
  10.     uint16_t psc = 0;
  11.     uint16_t arr = 0;
  12.     uint16_t ccr = 0;
  13.        
  14.     xdirOut(xdir);
  15.     getFreq(xsteps, DT, &psc, &arr, &ccr);
  16.     xpwmOut(psc, arr, ccr, xsteps);

  18.     ydirOut(ydir);
  19.     getFreq(ysteps, DT, &psc, &arr, &ccr);
  20.     ypwmOut(psc, arr, ccr, ysteps);
  21. }



  25. void xpwmOut(uint16_t psc,uint16_t arr,uint16_t ccr,uint16_t stp)
  26. {
  27.     htim1.Init.Prescaler = psc;
  28.     htim1.Init.Period = arr;
  29.     __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_1, ccr);
  30.     htim1.Init.RepetitionCounter = stp - 1;
  31.     HAL_TIM_Base_Init(&htim1);
  32.     HAL_TIM_PWM_Start_IT(&htim1, TIM_CHANNEL_1);
  33. }

  35. void ypwmOut(uint16_t psc,uint16_t arr,uint16_t ccr,uint16_t stp)
  36. {
  37.     htim8.Init.Prescaler = psc;
  38.     htim8.Init.Period = arr;
  39.     __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim8, TIM_CHANNEL_1, ccr);
  40.     htim8.Init.RepetitionCounter = stp - 1;
  41.     HAL_TIM_Base_Init(&htim8);
  42.     HAL_TIM_PWM_Start_IT(&htim8, TIM_CHANNEL_1);
  43. }

  45. void xdirOut(uint8_t dir)
  46. {
  47.     if(dir)
  48.     {
  49.         HAL_GPIO_WritePin(X_DIR_GPIO_Port, X_DIR_Pin, GPIO_PIN_RESET);
  50.     }
  51.     else
  52.     {
  53.     HAL_GPIO_WritePin(X_DIR_GPIO_Port, X_DIR_Pin, GPIO_PIN_SET);
  54.     }
  55. }

  57. void ydirOut(uint8_t dir)
  58. {
  59.     if(dir)
复制代码


4个回答
  • avatar Eryxmachus
    回答时间: 2023-07-11 22:14:58

    void ydirOut(uint8_t dir) { if(dir) { HAL_GPIO_WritePin(Y_DIR_GPIO_Port, Y_DIR_Pin, GPIO_PIN_RESET); } else { HAL_GPIO_WritePin(Y_DIR_GPIO_Port, Y_DIR_Pin, GPIO_PIN_SET); } } void getFreq(uint16_t steps, const uint16_t dt, uint16_t* psc, uint16_t* arr, uint16_t* ccr) { double temp; temp = CLK_FREQ * dt / steps; temp = sqrt(temp); *(psc) = ((uint16_t) temp) - 1; *(arr) = *(psc); *(ccr) = *(arr) / 2; }复制代码 上面代码好像没显示全

  • avatar xmshao
    回答时间: 2023-07-11 22:39:30

    我不知你是如何确认脉冲个数的，感觉你是通过中断统计个数，会不会这块出了问题。我这边刚才使用第3种方式，计数溢出频率为1MHz,要多少就多少，脉冲个数不多不少的。目前我是通过示波器看的。你再找找原因。

  • avatar Eryxmachus
    回答时间: 2023-07-11 22:57:15
    xmshao 发表于 2022-11-14 11:09
    我不知你是如何确认脉冲个数的，感觉你是通过中断统计个数，会不会这块出了问题。我这边刚才使用第3种方式 ...

    我发现如果只产生一次脉冲的话频率到1MHz确实也没问题。问题在于我需要反复调用motorMove函数产生脉冲。我发现debug模式下，即使我反复调用motorMove，脉冲数也没有问题。而debug模式和正常启动唯一的区别在于断点之间相当于产生了人工的延迟。所以我加了一个一毫秒的延时，然后就搞定了。

  • avatar Glenxu
    回答时间: 2023-07-11 23:28:56

    STM32F303的最高时钟所产生的PWM输出频率到200K时，精度无法保证，也就是会丢失脉冲。如果做连续输出，有可能满足精度，断续需要其它功能，无法保证。 建议选用更高频率的MCU。

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