• STM32F407高级定时器-死区时间研究-STM32CubeMX


    距离上次写笔记,已经过去好长时间了

    中间也折腾过不少东西,但是都没咋整理,主要是这中间都是在干活儿,不是自己想要研究的,也没想着要写。

    从去年10月份开始想要学习FOC,10月份研究了一个月,到11月初,实现了SVPWM驱动BLDC电机,使用串口实现开环下转速和力矩调节。基本上算是刚刚入门, 但是后来一直去忙别的各种事情了,搁置了一年,最近想重新捡起来,发现去年的代码折腾的已经跑不起来了,于是重新开始看去年收藏夹里的教程——从最基础的高级定时器开始。高级定时器这块儿的知识,比较基础的就不赘述了,我会在文章末尾附上几个我个人认为比较好的文章,供有需要的同学学习。

    之前关于死区时间的设定,一直没搞清楚,CubeMX中DeadTime就一个孤零零的文本框,也没有注释,似乎很不起眼,这次花了点儿时间,研究整理了一下,有理论计算,有上机试验,希望能帮助到有需要的同学吧。

    DTG配置死区发生器详解

    回归正题!下图截自《STM32F4xx中文编程手册》RM0090,DTG寄存器为TIM1 和 TIM8 断路和死区寄存器 (TIMx_BDTR)的低8位,高八位咱们暂时不用关心哈,咱们只关心低8位。DTG寄存器中的值不同,决定了死区时间的计算方法也不同。DTG寄存器的设置方法非常简单,直接通过CubeMX中DeadTime处写入即可。

     根据上图可以知道,设置死区时间的时候,根据输入到DTG的值不同,会被分为4种情况,分别是:

     1.当最高位为0 低7位为任意值,即CubeMX中DeadTime值输入为0-127时,死区时间为

    [0~127]×t_{dtg}t_{dtg}=t_{DTS}

    例如CubeMX中 DeadTime输入100时,理论得到死区时间DT=100×1/72MHz=1.38889us

    CubeMX设置截图如下,使用TIM8高级定时器,使用通道CH1和CH1N输出互补PWM波,预分频值PSC为72-1,自动重装载值ARR为1000-1(图中DeadTime输入的为十六进制0x64,转为为十进制后即为100)

     将程序下载到正点F103ZET6核心板上,使用示波器检测PC5(CH1)与PA7(CH1N)互补方波的死区时间,得到如下截图

     图中两方波的时间差即为死区时间,测量值为1.38us,与计算值1.38889us几乎一致。

    2.当DTG[7:6]为10  而DTG[5:0]为任意值时(10xx xxxx),此时死区时间DT计算公式为

    DT=(64+DTG[5:0])xt_{dtg}t_{dtg}=2t_{DTS}

    DT= (64+[0~63])xt_{dtg}  ,t_{dtg}=2t_{DTS}

     例如CubeMX中 DeadTime输入0xb9(1011 1001)时,理论得到死区时间 

    DT= (64+(0011 1001))xt_{dtg} = (64+57)x 2t_{DTS} = (64+57)x2x1/72MHz=3.61111us

    设置CubeMX中DeadTime值为0xb9

     下载烧录,示波器检测死区时间

     实际检测出死区时间为3.36us,与理论时间3.36111us基本吻合。

    3.和4. 两种情况与2计算方式基本相同,不过就是需要注意,DTG[7:5]三位值已经固定,DTG[4:0]取值范围缩小至【0~31】,在确定DTG[4:0]取值数值之后,将DTG[7:5]与DTG[4:0]进行按位与操作,组成一个字节,最后将该值填入Cube MX中DeadTime处即可;另外t_{dtg}取值分别变为8倍t_{DTS}与16倍t_{DTS}

    实际3 4两种情况试验我都做过了,3不放了,只把第4种情形,DTG[4:0]取值最大的情况贴图在下面吧。

    设置CubeMX中DeadTime值为0xff (1111 1111

      DT= (32+(1111 1111))xt_{dtg} = (32+31)x 16t_{DTS} = (32+31)x16x1/72MHz=14.0us

     经过实测,死区时间同样为14us,与计算结果一致。

     非常关键的t_{DTS}的计算方法

    有的同学可能会好奇,  t_{dtg}=N倍t_{DTS},那这个t_{DTS}又是怎么来的呢,其实关于t_{DTS}的取值方法,官方的编程手册中同样提到了,我贴上来供大家参考。

     不做特别设置的时候,t_{DTS}=tCK_INT,即与内部时钟相同。即内部时钟频率,72MHz。

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/qq_19262979/article/details/127991809