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有人使用STM32F103系列想實現(xiàn)如下需求，碰到些許配置困難?！疽驔]說完整型號，這里假定為STMF103R8來聊。其實，對于下面話題，它是什么型號已經(jīng)不重要了，后面話題重點跟芯片型號基本無關(guān)?！?/p>

現(xiàn)在欲配置一個ADC采樣，配置Timer1通道1，2，3輸出三路PWM，同時想用Timer3的TRGO通道觸發(fā)ADC，要求ADC在三路PWM輸出高電平中間點采樣【即下圖紅色箭頭所指位置】。目前已經(jīng)知道配置方式是Timer1配置成中央對齊方式，然后ADC使能外部觸發(fā)，為了觀察是否在高電平中間點采樣，在ADC中斷做了一個IO口翻轉(zhuǎn)操作，現(xiàn)在觀察PWM和IO口波形，發(fā)現(xiàn)IO口翻轉(zhuǎn)還是在PWM高電平上升沿時出現(xiàn)，那么?該怎么配置呢?

要實現(xiàn)上面PWM輸出，我們可以考慮STM32芯片內(nèi)的高級定時器【TIM1或TIM8】，并讓更新事件發(fā)生在上面箭頭所指位置，同時將該更新事件作為ADC的觸發(fā)啟動信號那就最方便了。

這樣是否可行，我們還得具體看看硬件資源上是否支持。

我們通過CubeMx可以快速查到,對于TIMER1的事件，這里的ADC僅支持它的前3個通道的比較事件來觸發(fā)它。因為這里選定要在那個中心點做觸發(fā)，那選擇3個比較通道的任一個都不太合適。

如果說ADC支持TIM1的第4個通道的話，我們倒還可以用用它，但這里也不支持。

從上面截圖可以看到，ADC是支持來自TIM3的TRGO觸發(fā)信號的。既然這樣，如果將TIM1、TIM3主從級聯(lián)起來，讓TIM3與TIM1同步計數(shù)、并使用相同的計數(shù)周期，讓TIM3的更新事件發(fā)生在TIM1 PWM輸出的中心點，這樣按理應(yīng)該是可以的。

為了驗證這點，因為手上沒有F1系列開發(fā)板，找了塊F411的開發(fā)板來做測試。其外設(shè)方面跟F103系列比較接近。

通過查看手冊，TIM1/TIM3可以主從級聯(lián)起來。TIM1的TRGO可以作為TIM3的觸發(fā)輸入信號。

這里我們讓TIM1的更新事件作為TIM3的觸發(fā)啟動信號，即讓TIM3工作在Trigger mode，讓TIM1啟動TIM3. 這里令TIM1->ARR=10000, TIM3->ARR=20000，TIM1工作在中心對齊計數(shù)模式，TIM3工作在向上單向計數(shù)模式。TIM1的更新事件產(chǎn)生TRGO作為TIM3的觸發(fā)輸入信號。通過TIM3的更新事件觸發(fā)ADC轉(zhuǎn)換。

TIMER1相關(guān)參考配置如下：

TIMER3相關(guān)參考配置如下：

ADC部分配置代碼，這里只是開啟了內(nèi)部Vrefint通道。主要驗證ADC觸發(fā)時間點。

配置OK后組織如下用戶代碼?！咀⒁猓貉奂獾娜藭l(fā)發(fā)現(xiàn)代碼里看到不到啟動TIM3的語句。另外，我開啟TIM3的更新中斷是為了在那里基于某gpio輸出個尖峰脈沖便于觀察?！?/p>

測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采樣點不是每個周期都有，而變成2個周期才有，ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果倒是出來了，是下面的樣子：【黃色尖峰表示采樣觸發(fā)點】

這樣看起來，明顯感覺TIM3與TIM1的時鐘相差了1倍，也就說TIM3要比TIM1慢1倍。難道二者所在外設(shè)時鐘不一樣？這個要看看手冊確認下。

從手冊上看，TIM1/TIM3掛在不同的外設(shè)總線APB1和APB2上，總線時鐘上限不一樣。我們再看看CubeMx里的配置：

從上圖時鐘樹來看，APB1分頻系數(shù)為4，導(dǎo)致掛APB1上的TIM3的時鐘才48MH,而掛APB2上的TIM1的時鐘則是96MHz,這樣導(dǎo)致了TIM1/TIM3的計數(shù)時鐘不一樣，前面設(shè)計時誤以為二者一樣了。那我把APB1分頻系數(shù)由4改成2應(yīng)該是可以的。只調(diào)整這個地方，其它不動再做測試。

調(diào)整后，效果立竿見影，不再每兩個周期才采樣一次，采樣點似乎也沒啥問題。

不對，瞧著示波器多觀察會兒就會發(fā)現(xiàn)輸出不對勁！感覺那個采樣點相對于PWM輸出波形在做漂移！剛開始以為示波器問題，細看明顯不是，因為二者是相對移動，即采樣點并不固定在PMW輸出的中心位置?！救缦聢D所示】

基于上面的初步設(shè)計，2個定時器應(yīng)該是可以嚴格同步的，這樣的話采樣點不該偏移??？難道上面2個TIMER的時間參數(shù)哪里有問題？現(xiàn)在二者的時鐘是一樣的了，都是96Mhz，然后經(jīng)過96分頻進入計數(shù)器。目前兩個定時器的時間是這樣的：

看到這里，有人可能發(fā)現(xiàn)問題了！TIM1是雙向計數(shù)模式，按現(xiàn)有配置算起來，其計數(shù)周期是2*10000個時鐘，而TIM3是單向向上計數(shù)模式，它的計數(shù)周期則是20000+1個時鐘周期。跟TIM1的計數(shù)周期在數(shù)字上差了個1，因為計數(shù)時鐘是經(jīng)過96分頻后過來的，意味著一個完整計數(shù)周期就差了96個PCLK 周期。也就說這兩個TIMER即使有相同的計數(shù)起點，后面會不斷積累時間偏差【或者說相位差更合適】，導(dǎo)致基于TIM3的更新事件的采樣點相對TIM1總是在飄動。顯然，對于TIM3而言，如果它1個周期也計數(shù)20000個時鐘，它的ARR值應(yīng)該設(shè)置為19999，此處錯了！

修改后再行測試，采樣點相對PWM輸出的高電平中心就非常穩(wěn)定了。你可以久久的凝視她，久久地，也見不到之前的漂移了，穩(wěn)如磐石?！鞠聢D中黃色尖峰脈沖指示ADC采樣觸發(fā)時刻。ADC結(jié)果是同一內(nèi)部通道的轉(zhuǎn)換值?！?/p>

OK,稍作小結(jié)。開發(fā)時我們可以基于現(xiàn)有資源看菜吃飯，這里只是想借開篇問題分享點東西。問題不復(fù)雜，但真要做起來總會有七七八八的事情冒出來，也只有真正做起來才會體驗到諸多細節(jié)，比如TIMER時基參數(shù)的擬定，它雖不復(fù)雜、不深奧但不代表不容易出錯。這點也是本篇旨在重點提醒的地方。

對于STM32常規(guī)定時器而言，在單向【向上或向下】計數(shù)模式下，計數(shù)周期對應(yīng)于ARR+1;對于中心對齊計數(shù)模式，計數(shù)周期對應(yīng)于2倍ARR值。分頻系數(shù)對應(yīng)于PSC+1,溢出事件重復(fù)計數(shù)值對應(yīng)于RCR+1.

試想下，對于前面采樣點發(fā)生漂移現(xiàn)象，如果我不對時鐘源先做96分頻，這個漂移就不那么容易發(fā)現(xiàn)了。不容發(fā)現(xiàn)不代表那個漂移不存在，如果變成產(chǎn)品的話，就容易遇到那種奇怪的現(xiàn)象，產(chǎn)品剛開始功能很正常，后來用著用著功能就不太對勁了，然后當(dāng)對產(chǎn)品復(fù)位或重啟后問題似乎又消失了，但隨著時間的推移問題又會重現(xiàn)，就很可能陷入那種沒完沒了而又無計可施的困擾和無奈狀態(tài)。

當(dāng)然，這里還涉及中心對齊計數(shù)模式下更新事件的位置擬定、定時器主從同步等內(nèi)容，有興趣的可以進一步嘗試體驗。

好，不多聊了。此中有真意，欲辨已忘言。

　　審核編輯：湯梓紅