代码收藏家技术教程 2023-01-21

STM32F407高级定时器：死区时间研究与STM32CubeMX的应用

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])x $t_{dtg}$ ， $t_{dtg}$ =2 $t_{DTS}$

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

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

DT= (64+(0011 1001))x $t_{dtg}$ = (64+57)x 2 $t_{DTS}$ = (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))x $t_{dtg}$ = (32+31)x 16 $t_{DTS}$ = (32+31)x16x1/72MHz=14.0us