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16.4 HRTIM项目：高精度PWM波

# 16.4 HRTIM项目：高精度PWM波

本实验通过STM32F334的高精度定时器（HRTIM）生成100kHz/50%占空比的PWM波，对比STM32F103通用定时器的性能差异，验证HRTIM的超高分辨率特性。

# 16.4.1 STM32CubeMX配置

# 1. 工程基础配置

  • 芯片型号：STM32F334C8T6
  • 工程名称：16 HRTIM
  • 调试接口：SWD
  • 主频设置：
    • HCLK（系统主频）：72MHz
    • HRTIM时钟：144MHz（提高分辨率）
设置时钟频率

# 2. HRTIM配置

  1. 启用HRTIM1：
    • 导航至Timers → 双击HRTIM1 → 启用定时器A（TA1）。
  2. 时基参数：
    • 预分频系数（Prescaler Ratio）：32
    • 周期寄存器（Period）：46080 → 输出频率100kHz
  3. 比较寄存器：
    • CMP1xR值：23040 → 占空比50%
  4. 输出级配置：
    • 极性：高电平有效
    • 置位源：CMP1事件
    • 复位源：计数器翻转事件
启用高精度定时器
配置定时器参数

# 16.4.2 HRTIM项目软件设计

# 1. 启动HRTIM输出

在main.c中添加以下代码，启动PWM输出：

/* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_HRTIM_WaveformOutputStart(&hhrtim1, HRTIM_OUTPUT_TA1);
HAL_HRTIM_WaveformCountStart(&hhrtim1, HRTIM_TIMERID_TIMER_A);
/* USER CODE END 2 */
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# 2. 动态调整占空比

通过修改比较寄存器值验证分辨率：

while(1) {
  hhrtim1.Instance->sTimerxRegs[0].CMP1xR = 23040; // 占空比50%
  hhrtim1.Instance->sTimerxRegs[0].CMP1xR = 23041; // 最小步长+1
}
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# 16.4.3 HRTIM项目下载验证

# 1. 静态精度测试

  • STM32F103：

    • 频率误差：-0.14%（99.86kHz）
    • 占空比误差：-0.08%（49.92%）
      F103输出波形

  • STM32F334：

    • 频率精确：100.0kHz
    • 占空比精确：50.00%
      F334输出波形

# 2. 动态分辨率测试

  • STM32F103：

    • 最小分辨率：2.2ns（示波器残影）
      F103最小分辨率

  • STM32F334：

    • 最小分辨率：217ps（理论值）
    • 实测残影：约200ps
      F334最小分辨率

# 关键结论

  • HRTIM优势：
    • 分辨率达皮秒级（217ps），比通用定时器提升10倍。
    • 适用于数字电源、电机控制等高精度场景。
  • 实验验证：通过动态调整占空比，示波器残影直观反映时间分辨率差异。

说明：

  • 预分频系数32与周期值46080的关系：

  • 比较寄存器步长1对应时间（实际分辨率为217ps，HRTIM特性）：