基于STM32F767两路互补SPWM波(HAL库)

spwm波指的是占空比呈正弦规律变化的pwm波，生成方式是在定时器中断中调整pwm波的占空比。

对于互补的两路spwm波，一路为低电平 ‘0’ 时，另一路为高电平 ‘1’，即两路是互补的。

对于stm32f7，使用高级定时器tim1可以方便地生成互补spwm波。步骤如下：

1、确定载波周期 tc，也即是每个spwm波的周期。对于逆变电路，常采用20khz，也即 tc =  50us；

2、确定基波周期 tb，此处取50hz，即 tb = 20ms；

3、计算取点数n，tb / tc = 20ms/50us = 4000；半个周期内则为  n = 2000点；

4、计算占空比，di = sin(i*pi / n), i = 1, 2, 3, ..., n；

5、确定最大最小占空比，例如最小占空比 dmin = 0，最大占空比dmax = 100%；

6、计算并修改定时器的比较值。将占空比为0%时，定时器的比较值设置为cmin = 0；将占空比为100%时，定时器的比较值设为cmax = 5399；则每中断一次，占空比的值设为 cmax*di，直接在中断里完成计算。

根据以上计算，可以修改最小占空比和最大占空比，也可以修改基波与载波频率。

以下是具体定时器配置与中断服务函数程序，基于stm32f767igbt:

 

//使用高级定时器 1 完成
//update--2019.6.3
//sin_k =    tim1_arr / 200.0 * (float)(spwm_max_duty - spwm_min_duty ) ;    //正弦波的比例系数,一个简单的数学代换
//sin_b = tim1_arr / 200.0 * (float)(spwm_max_duty + spwm_min_duty ) ; //正弦波的截距
    
#include "timer1.h"
#include "led.h"
#include "math.h"

tim_handletypedef      tim1_handler;         //定时器句柄 
tim_oc_inittypedef     tim1_ch1handler;     //定时器3通道4句柄
tim_breakdeadtimeconfigtypedef breakdeadtime_config;

#define pwm_gpio        gpioa
#define pwm_pin1        gpio_pin_8　　　　　　
#define pwm_pin2        gpio_pin_7

#define tim1_arr        5399

//spwm波相关计算
//sin_points -- 一个周期内中断计算的正弦点数，20khz载波，tc = 50us，基波周期 tb = 50us * sin_points
//tb = 20hz  = 50ms = 50,000us, sin_points = 1000
//tb = 100hz = 10ms = 10,000us , sin_points =  200

//(-sin_k + sin_b ) / tim1_arr = spwm_min_duty %
//( sin_k + sin_b ) / tim1_arr = spwm_max_duty %，反解出 sin_k, sin_b
// sin_k = tim1_arr / 200.0 * (float)(spwm_max_duty - spwm_min_duty )
// sin_b = tim1_arr / 200.0 * (float)(spwm_max_duty + spwm_min_duty )        

uint8_t   spwm_min_duty    =    10;                    //spwm波最小占空比
uint8_t   spwm_max_duty    =    90;                  //spwm波最大占空比

uint16_t  count = 0;
uint16_t  sin_points =    200;
uint16_t  cc1_value;                                    //比较寄存器 1的值，修改改变占空比

float          sin_k,sin_b;


//tim1 pwm部分初始化 
//pwm输出初始化
//arr：自动重装值
//psc：时钟预分频数
void tim1_pwm_init(u16 arr,u16 psc)
{ 
      //时钟配置
    tim1_handler.instance = tim1;            //定时器3
    tim1_handler.init.prescaler = psc;       //定时器分频
    tim1_handler.init.countermode=tim_countermode_up;//向上计数模式
    tim1_handler.init.period=arr;          //自动重装载值
    tim1_handler.init.clockdivision=tim_clockdivision_div1;
    hal_tim_pwm_init(&tim1_handler);       //初始化pwm，会调用hal_tim_pwm_init(*)
    
    
      //pwm配置
    tim1_ch1handler.ocmode=tim_ocmode_pwm1; //模式选择pwm1
    tim1_ch1handler.pulse=arr/2;            //设置比较值,此值用来确定占空比，默认比较值为自动重装载值的一半,即占空比为50%
    tim1_ch1handler.ocpolarity = tim_ocpolarity_high;//输出比较极性为高         
    tim1_ch1handler.ocnpolarity = tim_ocpolarity_high;
    tim1_ch1handler.ocidlestate = tim_ocidlestate_set;
    tim1_ch1handler.ocnidlestate = tim_ocidlestate_set;
    hal_tim_pwm_configchannel(&tim1_handler,&tim1_ch1handler,tim_channel_1);//配置tim1通道1
      
     //死区时间配置
     //https://blog.csdn.net/dzrywybl/article/details/82527889 
    breakdeadtime_config.offstaterunmode = tim_ossr_disable;  
    breakdeadtime_config.offstateidlemode = tim_ossi_disable;  
    breakdeadtime_config.locklevel = tim_locklevel_off;  
    breakdeadtime_config.deadtime = 0x00; //0x00~0xff,当设置为0xff时，50us周期，约有4.68us死区时间；0x0f约有100ns死区时间
    breakdeadtime_config.breakstate = tim_break_disable;  
    breakdeadtime_config.breakpolarity = tim_breakpolarity_high;  
    breakdeadtime_config.automaticoutput = tim_automaticoutput_disable;  
    hal_timex_configbreakdeadtime(&tim1_handler, &breakdeadtime_config);


     //中断配置
    hal_nvic_setpriority(tim1_cc_irqn,1,3);    //设置中断优先级，抢占优先级1，子优先级3
    hal_nvic_enableirq(tim1_cc_irqn);          //开启itm3中断  
    //开启pwm并使能中断
    hal_tim_pwm_start_it(&tim1_handler, tim_channel_1); //开启pwm输出并使能中断
    hal_timex_pwmn_start(&tim1_handler, tim_channel_1); //打开互补通道
}

//定时器底层驱动，时钟使能，引脚配置
//此函数会被hal_tim_pwm_init()调用
//htim:定时器句柄
void hal_tim_pwm_mspinit(tim_handletypedef *htim)
{
    gpio_inittypedef gpio_initure;
    __hal_rcc_tim1_clk_enable();            //使能定时器3
    __hal_rcc_gpioa_clk_enable();
    __hal_rcc_gpiob_clk_enable();
    
    gpio_initure.pin=pwm_pin1 | pwm_pin2;   //pwm pin
    gpio_initure.mode=gpio_mode_af_pp;      //复用推完输出
    gpio_initure.pull=gpio_pullup;          //上拉
    gpio_initure.speed=gpio_speed_high;     //高速
    gpio_initure.alternate=gpio_af1_tim1;   //pa8复用为tim1_ch1
    hal_gpio_init(pwm_gpio,&gpio_initure); 
      
}

//设置tim通道4的占空比
//compare:比较值
void tim_settim1compare1(u32 compare)
{
    tim1->ccr1=compare; 
}


//定时器1中断服务函数
void tim1_cc_irqhandler(void)    //注意名称与通用计时器不同，多了 cc
{
    hal_tim_irqhandler(&tim1_handler);
}

//定时器1中断服务函数调用
void hal_tim_oc_delayelapsedcallback(tim_handletypedef *htim)
{
    if(htim==(&tim1_handler))
    {
          count ++;
          if(count ==  sin_points)
              count = 0;
                
          sin_k =    tim1_arr / 200.0 * (float)(spwm_max_duty - spwm_min_duty ) ;    //正弦波的比例系数,一个简单的数学代换//更正为相减
          sin_b = tim1_arr / 200.0 * (float)(spwm_max_duty + spwm_min_duty ) ;       //正弦波的截距//更正为相加
          cc1_value = (uint16_t) (sin_k * sin( (double)count * 6.28318 / (double)sin_points) + sin_b);    //正弦值计算，得到spwm波占空比
          tim_settim1compare1(cc1_value);
    }
}

 主函数配置为

tim1_pwm_init(5400-1,2-1);     //216m / (5400 * 2 ) = 20k