STM32H7芯片系列中定时器同步启动并输出PWM波形的实现方法

摘要: 本文主要研究了STM32H7芯片系列中定时器同步启动并输出PWM波形的实现方法。PWM信号在现代嵌入式系统中广泛应用于电机控制、LED调光等场景，而在多个PWM信号同时输出时，为了保证同步性和稳定性，需要进行同步启动操作。本文首先分析了STM32H7芯片定时器同步启动和PWM输出的原理。针对多个PWM信号同时输出的情况，提出了一种基于定时器同步启动的PWM输出方案。采用STM32CubeMX进行实验验证，结果表明，该方案能够有效解决多个PWM信号同步输出的问题，实现了高精度和稳定性。本文的方法和经验可以为其他嵌入式系统中PWM信号的多路输出提供参考和借鉴，对于提高嵌入式系统的实时性和精度具有很高的实用价值。

随着嵌入式系统技术的不断发展，PWM（Pulse Width Modulation）信号在各种应用场景中得到了广泛应用，例如电机控制、LED灯控、音频处理等方面。在多个PWM信号同时输出时，为了保证信号的同步性和稳定性，定时器同步启动技术成为了必要的手段。STM32系列芯片以其高性能和多功能外设而广受业界认可。其中，STM32H7系列芯片配备了丰富的定时器模块，既具备通用性又具备高性能，支持多种工作模式，可以满足多种嵌入式应用对高精度、多信号输出的需求。

本文基于STM32H7芯片，研究了定时器同步启动技术在PWM信号多路输出中的应用。我们在通过研究相关技术的基础上，提出了一种基于定时器同步启动的PWM输出方案，并通过实验验证了该方案的稳定性和实用性。本文旨在探究嵌入式系统中PWM信号同步输出问题的解决方案，为有类似需求的嵌入式开发人员提供参考和借鉴，希望本文对开发者在设计多路PWM输出应用时提供一些实用价值和借鉴意义。

STM32H723ZGT6所有定时器包括两个高级控制定时器、十二个通用定时器、两个基本定时器、五个低功耗定时器、两个看门狗定时器和一个SysTick定时器。所有计时器计数器都可以在Debug模式下冻结。本次实验主频配置的是500MHz，共使用过了TIM1、 TIM2、TIM3、TIM23、TIM24共五个定时器，其中TIM1为主定时器，用于控制其他定时器的同步启动，其他定时器为从定时器，用于输出PWM波形。

-01-通用定时器框图

-02-定时器特性比较

-03-定时器内部触发连接关系

-04-原理方案以及开发流程

4.1 原理方案

通过配置主从定时器内部触发连接功能，以达到启动主定时器时，其他从定时器同步启动的功能。

4.2 通过STM32CubeMX

配置定时器工作模式

4.2.1 配置主定时器

4.2.2 配置从定时器

4.2.3 配置PWM输出引脚功能

-05-修改代码并验证功能

5.1 修改代码

此HAL库接口每次只能初始化一个其中一个TIM的通道并开启PWM，但判断不了是否由主定时器TIM1来控制同步启动的，所以需要对其函数进行修改。

如下：

int main(void) 函数内容

5.2 用示波器逻辑分析功能验证结果

5.3 验证抖动范围不超过3ns

-06-结论

综上所述，使用STM32H7的同步启动定时器可有效降低多个定时器之间的相位误差，提高系统的定时精度。通过TIM定时器主从模式功能，实现了定时器的同步启动，并且实现了周期、占空比和相位的精确控制。实验结果表明，该方案可以在多种应用场景下提高系统稳定性和可靠性。

总之，本文设计的STM32H7同步启动定时器方案具有较高的实用价值和应用前景，对于各种基于定时器的控制应用都具有一定的参考价值。

文章来源：上海凝睿电子科技有限公司西安分公司