STM32F334高分辨率定时器HRTIM

STM32F334高分辨率定时器HRTIM是一款功能非常强大的定时器，适用于开关电源和高频信号处理。相比于传统的高级定时器TIM1/TIM8，HRTIM具有更高级的功能，并且配置起来更加麻烦。HRTIM的时钟频率可以通过倍频最高达到4.608GHz，而普通高级定时器TIM1的最高时钟频率只有72MHz。高时钟频率意味着在需要产生高频PWM波时，HRTIM能够保持超高的精度，满足数控开关电源的需求。举个例子，如果要求产生1MHz的PWM波，使用72MHz的TIM1时，精度较差，而使用4.608GHz的HRTIM时，精度会大幅提高。

相关问题

stm32f334高分辨率定时器用于电机加减速

### 使用 STM32F334 的高分辨率定时器实现电机加减速控制

#### 定时器配置与初始化
为了精确控制电机速度的变化，STM32F334 提供了高分辨率定时器 (HRTIM)，该定时器能够提供非常高的时间精度，适合用于 PWM 波形生成以及复杂的运动控制应用。通过调整 HRTIM 输出的占空比，可以改变施加给电机电压的有效值，从而达到调节转速的目的。

对于具体的硬件连接部分，由于直流电机本身不具备内置驱动电路[^1]，因此需要额外接入如 L298N 这样的专用驱动芯片来完成电流放大并保护微控制器免受反电动势损害。而针对无刷直流电机(BLDC)[^2]，则通常会采用专门设计好的电子换向逻辑配合 MOSFET 组成逆变桥路结构来进行驱动管理。

在软件层面，推荐借助官方提供的图形化配置工具——STM32CubeMX 来简化项目搭建过程，并自动生成必要的启动文件和库函数调用语句[^3]。下面给出一段基于 HAL 库编写的 C 语言代码片段作为参考：

#include "main.h"

// 声明全局变量
TIM_HandleTypeDef htim_hrtim;

void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_HRTIM1_Init(void);

int main(void){
    // 初始化HAL库
    HAL_Init();
    
    // 配置系统时钟
    SystemClock_Config();

    // GPIO初始化
    MX_GPIO_Init();

    // HRTIM初始化
    MX_HRTIM1_Init();

    while (true) {
        /* 用户程序入口 */
        
        // 插入加速/减速算法
        
        // 更新PWM周期或占空比参数
        
        // 调用相应API刷新输出比较寄存器以生效新的设置
        __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim_hrtim, TIM_CHANNEL_1, new_compare_value);  
        
        // 循环等待下一个采样时刻到来...
    }
}

/**
 * @brief HRTIM Timer Initialization Function.
 */
static void MX_HRTIM1_Init(void){

    HRTIM_TimeBaseCfgTypeDef pTimeBaseCfg;
    HRTIM_OutputCfgTypeDef pOutputCfg;
    HRTIM_TimerIdleModeConfigTypeDef idlemodeconf;
    HRTIM_BurstModeCfgTypeDef burstmodecfg;
    HRTIM_CompareCfgTypeDef compareconfig;

    memset(&pTimeBaseCfg, 0 , sizeof(pTimeBaseCfg));
    memset(&compareconfig, 0 , sizeof(compareconfig));

    // 设置基本计数模式及时基分频系数等参数
    pTimeBaseCfg.Period = 65535;          // 设定最大计数值
    pTimeBaseCfg.RepetitionCounter = 0;   // 不重复触发中断请求
    pTimeBaseCfg.PrescalerRatio = HRTIM_PRESCALERRATIO_MUL16;
    pTimeBaseCfg.Mode = HRTIM_MODE_CONTINUOUS;

    if(HAL_HRTIM_TimeBaseInit(&hhrtim, &pTimeBaseCfg)!= HAL_OK){
      Error_Handler();   
    }

    // 对应通道的具体设定省略...

}

此段伪代码展示了如何创建一个简单的循环，在其中执行加速或减速运算后更新 PWM 占空比，并最终发送至目标引脚。实际编程过程中还需要考虑更多细节，比如异常处理机制、多任务调度策略等等。

stm32f334高分辨率定时器用于步进电机加减速

### STM32F334 高分辨率定时器实现步进电机加减速控制

为了实现在STM32F334上使用高分辨率定时器(HRTIM)对步进电机进行加减速控制，需理解HRTIM的工作模式及其配置过程。此部分涉及到定时器初始化、中断服务函数编写以及具体的速度曲线计算逻辑。

#### 定时器初始化设置
首先，在启动文件中定义必要的宏和变量用于存储目标频率和其他参数：

#define TIM_CLK_FREQ 8000000UL // 假设APB1外设时钟为8MHz
volatile uint32_t currentSpeed = 0;    /* 当前速度 */
volatile int32_t targetPosition = 0;   /* 目标位置 */
volatile bool isMoving = false;

接着是对HRTIM本身的初始化操作，这里假设已经完成了标准库或HAL库的基础环境搭建：

void HRTIM_Init(void){
    HRTIM_TimeBaseInitTypeDef timebase_initstruct;
    HRTIM_TimerInitTypeDef timer_initstruct;

    __HAL_RCC_HRTIM1_CLK_ENABLE();

    hrtim1.Instance = HRTIM1;
    
    // Time base configuration
    timebase_initstruct.Period = (TIM_CLK_FREQ / MAX_SPEED); // 设置周期对应最大速度下的脉冲数
    timebase_initstruct.RepetitionCounter = 0;
    HAL_HRTIM_TimeBaseInit(&hrtim1, &timebase_initstruct);

    // Timer A Configuration for step generation
    timer_initstruct.DeadTimeInsertion = DISABLE;
    timer_initstruct.OutputPolarity = HRTIM_OUTPUTPOLARITY_HIGH;
    timer_initstruct.StartOnSync = ENABLE;
    HAL_HRTIM_TimerInit(&hrtim1, HRTIM_TIMERID_MASTER, &timer_initstruct);
}

上述代码片段展示了如何根据所需的最大速度来调整时间基底的周期长度，并启用了同步启动功能以便于后续的操作[^1]。

#### 中断服务程序(ISR)

当到达预设的时间间隔时触发ISR，更新计数值并发送新的脉冲给步进电机:

extern "C" void HRTIM1_TIMA_IRQHandler(void){
    if (__HAL_HRTIM_ISR_GET_FLAG(&hrtim1, HRTIM_IT_REP)) {
        __HAL_HRTIM_CLEAR_IT(&hrtim1, HRTIM_IT_REP);

        if(isMoving && abs(targetPosition - currentPosition)>0){
            MoveStep((targetPosition-currentPosition)/abs(targetPosition-currentPosition));
            
            UpdateTimerPeriod(); // 调整下一个周期以适应加速/减速需求
            
            currentPosition += ((targetPosition>currentPosition)?1:-1);
        }else{
            StopMotor();
            isMoving=false;
        }
    }
}

这段代码实现了每次接收到重复事件(REP)标志位后执行的动作，即判断是否继续移动并向指定方向发出一步指令的同时修改下次触发的时间间隔以完成渐变效果。

#### 动态调整周期(UpdateTimerPeriod())

对于不同的运动阶段（匀速区间的保持不变），需要动态改变定时器的自动重装载值(Autoreload Register)，从而形成梯形波形中的上升沿与下降沿变化率：

static inline void UpdateTimerPeriod(){
    static float accelerationFactor=ACCELERATION_RATE;// 加速度因子
    
    if(abs(currentSpeed-targetSpeed)<accelerationFactor){
        currentSpeed=targetSpeed;
    }else{
        currentSpeed+=signum(targetSpeed-currentSpeed)*accelerationFactor;
    }

    uint32_t new_period=(uint32_t)(TIM_CLK_FREQ/currentSpeed);
    __HAL_HRTIM_SET_AUTORELOAD(&hrtim1,HRTIM_TIMERID_MASTER,new_period-1);
}

在此基础上，通过不断逼近最终的目标速度`targetSpeed`，可以平稳地过渡到期望的状态而不引起剧烈震动或其他不良影响。