Как настроить ШИМ для сервопривода в STM32?

Question

[VeyDlin]

Есть код из примера с вариантом, когда тактирование идет от внутреннего генератора на 8МГц, он рабочий.
И вот что мне не понятно. Судя по схеме от куба на шине от которой тактируется таймер тоже 8МГц, предделительTIM2->PSC = 6, как там могло оказаться 50гц?

Сейчас, я тактирую от внешнего кварца на 8МГц, при его подключении STM32 сам (wtf) устанавливает умножитель и запускается на 72МГц.

Я хотел бы понять, как рассчитывать таймер ШИМа для сервопривода при другой частоте (72МГц), может кто описать последовательность расчета?

// Настраиваем таймер таймер 2
 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); // Тактируем
 TIM2->CCER |= (TIM_CCER_CC2E); // Разрешаем таймеру использовать ногу PA1 для ШИМа
 TIM2->CCMR1 |= (TIM_CCMR1_OC2M_1 | TIM_CCMR1_OC2M_2);
 TIM2->PSC = 6; // Настраиваем предделитель, чтобы частота ШИМа была в районе 50 Гц
 TIM2->CR1 |= TIM_CR1_CEN; // Запускаем

Answer 1

[Eddy_Em]

1. Выбросить "куб"!
2. Выбросить SPL, HAL и прочую мерзость!
3. Читать reference manual до прояснения!

"Сам" чип ничего делать не будет, пока не сконфигурировать его. Если и дальше пользоваться "кубом", то совсем плохо будет с логикой.

72МГц — нормальная внутренняя тактовая частота для, скажем, STM32F1xx. Какой чип? Плясать от этого надо.
Открываем reference manual в разделе RCC и читаем. Скажем, у STM32F1xx TIM2 тактируется от APB1. APB1 — от AHB, а тот — напрямую от SYSCLK. Если тактировать от внешнего кварца на 8МГц, то нужно в конфигурации в качестве входа для PLL выбрать HSE, а в качестве входа SYSCLK — PLL (кстати, при тактировании от внутренней RC-цепочки максимальная частота SYSCLK будет 36МГц) и выставить нужным образом предделители AHB, APB1 и TIM2_PSC. Еще нужно не забыть разрешить тактирование всей этой периферии.

Если предделители AHB и APB1 выставить в 1, а множитель PLL — в 9, то получим 72МГц на входе тактирования TIM2. Если регистр TIM2_PSC выставить в 6, то частота будет делиться на 7 — получится "кривое" число.

Что такое 50Гц ШИМа? Частота повторения импульсов? Если так, то нужно плясать от требуемой точности коэффициента заполнения. Если нужен ШИМ на 50Гц с восьмибитным заполнением, то частота таймера должна быть в 256 раз больше, чем 50Гц, т.е. составлять 12800Гц. При тактировании TIM2 напрямую, т.е. 72МГц, в TIM2_PSC надо будет записать число 5624 — тогда его частота будет ровно 12800Гц. В TIM2_ARR запишем 255, а в TIM2_CCRx (x зависит от того, какая нога выбрана выходом ШИМ и как к ней подключен таймер) будем писать число от 0 до 255 в зависимости от требуемого заполнения.

Comments

[VeyDlin]

Контроллер STM32F103VCT6.
Куб с халом мне сразу не приглянулся, использую его только ради этой схемы (на рисунке).
А вот использование SPL считаю вполне оправданным, это тот момент, когда оптимизация идет в ущерб читаемости кода, и читаемость важней. (сначала буду пользоваться SPL, а в свободное время изучать внутреннюю структуру, чтоб знать как все внутри работает)

Использовал вот этот пример. До слов "частота таймера должна быть в 256 раз больше" думал, что разбираюсь в том, как строен ШИМ. Пойду покопаю эту тему.

Можете ещё пояснить, что творится в коде который я кинул? И какое там заполнение? Мне очень поможет если я разберусь с примером, который уже работает

[Eddy_Em]

ВэйДлин: замените SPL на opencm3. Потому что от дырявого и глючного SPL сами STM отказались.
В куске кода из ОП-поста по сути почти ничего не делается. И вообще он работать не будет, т.к. не настроены ARR и CCR. Вот пример настройки ШИМ из моего велосипедостроения (это еще не добитый мною аппаратный 1-wire).
Как я уже говорил, про все регистры надо помнить. В даташите отлично подробнейшим образом разжевано, как запускать ШИМ на таймерах.

[VeyDlin]

Японский Городовой: написал код по вашим словам, как мне выставить скважность ШИМа, допустим, в 1.5 мс? Или в 2мс? Или в 1.253мс?

int main(){
  //Включем порт А
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE);

  //Включаем Таймер 2
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
  GPIO_InitTypeDef PORT;

  // Настроим ногу (PA1) к которой подключен сервопривод
  PORT.GPIO_Pin = (GPIO_Pin_1);

  // Будем использовать альтернативный режим а не обычный GPIO
  PORT.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  PORT.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
  GPIO_Init(GPIOA, &PORT);

  // Разрешаем таймеру использовать ногу PA1 для ШИМа
  TIM2->CCER |= (TIM_CCER_CC2E);
  TIM2->CCMR1|= (TIM_CCMR1_OC2M_1 | TIM_CCMR1_OC2M_2);

  // Настраиваем предделитель чтобы частота ШИМа была 50 Гц
  // Частота шины 48МГц
  TIM2->PSC = 3750; // 48000000 / (256 * 50)
  TIM2->ARR = 255; // Восьмибитное заполнение

  //Запускаем таймер
  TIM2->CR1 |= TIM_CR1_CEN;

  // Выставляем половину
  TIM2->CCR2 = 127;

  while(1);
}

[VeyDlin]

Извиняюсь, частота 72МГц

[Eddy_Em]

ВэйДлин: читать даташит.
Регистр CCR отвечает за длительность активной фазы, а ARR — за период таймера.
Таким образом, комбинируя значения PSC, ARR и CCR, можно выставить почти любую скважность на почти любых частотах.