Перейти к содержанию

HRTIM (high-resolution timer)

Обычный таймер STM32 умеет ШИМ, но для цифрового управления импульсным источником питания этого мало: нужны десятки сигналов set/reset, обратная связь от компараторов, защита и очень мелкий шаг. Для этого в STM32H7 и ряде других семейств есть HRTIM.

Обновлено Редакция GAW

Содержание

HRTIM (high-resolution timer) — таймер STM32 для силовой электроники. По RM0433 (разд. 37.1) он формирует до 10 цифровых сигналов с высокоточными временами и предназначен прежде всего для управления импульсными источниками питания и освещением, но годится везде, где нужен очень мелкий шаг. Модульная архитектура позволяет получать независимые или связанные сигналы: обычный ШИМ, сдвиг фаз, постоянное время включения.

Состав (RM0433, разд. 37.2)

  • 6 блоков по 16 бит — главный таймер и таймеры A–E, у каждого свой счётчик и 4 блока сравнения;
  • 10 выходов, каждый управляется любым блоком, до 32 источников установки и сброса на выход;
  • до 10 внешних событий — 5 быстрых асинхронных и 5 с цифровым фильтром, с гашением и окнами против ложных срабатываний;
  • связь с аналоговой частью — 4 запуска АЦП, 3 запуска ЦАП, 3 компаратора;
  • 5 входов аварии — аналог входа break обычных таймеров, — плюс задержанная защита для резонансных преобразователей;
  • мёртвое время с полным разрешением, режим прерывателя, пакетный режим для малой нагрузки.

Разрешение

ПредделительЧастота счётаШагМинимальная частота ШИМ
÷1400 МГц2,5 нс6,1 кГц
÷2200 МГц5 нс3,05 кГц
÷4100 МГц10 нс1,5 кГц

Значения для fHRTIM = 400 МГц, табл. 307. Нижний предел частоты — следствие 16-битного счётчика: 400 МГц / 65 536 ≈ 6,1 кГц (наш расчёт).

Зачем такой шаг

В понижающем преобразователе на 500 кГц период — 2 мкс, и шаг 2,5 нс даёт 800 градаций скважности (наш расчёт), то есть выходное напряжение регулируется с шагом около 0,13 % входного. Таймер, считающий на 200 МГц, дал бы на той же частоте только 400 градаций (наш расчёт). Сравнение с обычными таймерами — в статье «Таймеры STM32», расчёт ШИМ — в калькуляторе ШИМ.

Частые вопросы

Чем HRTIM лучше обычного таймера TIM1 для преобразователя?

Числом и гибкостью сигналов: у HRTIM 6 блоков по 16 бит с 4 сравнениями каждый, 10 выходов, до 32 источников установки и сброса на выход, внешние события от компараторов с гашением и окнами, 5 входов аварии и пакетный режим для малой нагрузки. У обычных таймеров выходов и источников управления меньше, а внешних событий с гашением и окнами нет.

Какой шаг у HRTIM в STM32H743?

При тактовой частоте HRTIM 400 МГц и предделителе 1 — 2,5 нс, минимальная частота ШИМ при этом 6,1 кГц; с предделителем 2 — 5 нс и 3,05 кГц, с 4 — 10 нс и 1,5 кГц (RM0433, табл. 307). Предделитель задают до записи периода и сравнений, а после пуска таймера не меняют.

Что такое внешнее событие HRTIM?

Сигнал, который может установить или сбросить выход, перезапустить счётчик или захватить время, — например, выход компаратора тока в режиме пикового тока. У HRTIM до 10 событий: 5 быстрых асинхронных и 5 с цифровым фильтром, а гашение и окна отсекают ложные срабатывания сразу после переключения ключа.

Источники

  1. STMicroelectronics. RM0433: STM32H742, STM32H743/753 and STM32H750 Value line advanced Arm-based 32-bit MCUs. Reference manual, Rev 9 — разд. 37.1: до 10 цифровых сигналов с высокоточными временами, прежде всего для управления силовыми преобразователями — импульсными источниками и освещением; независимые или связанные формы сигналов; ШИМ, сдвиг фаз, постоянное Ton; измерение времени, связь со встроенными АЦП и ЦАП, режим малой нагрузки, схемы аварийного отключения; разд. 37.2: 6 16-битных блоков, у каждого свой счётчик и 4 блока сравнения, 10 выходов, до 32 источников set/reset на канал; до 10 внешних событий (5 быстрых асинхронных, 5 с цифровым фильтром), гашение и окна; 4 запуска АЦП, 3 запуска ЦАП, 3 компаратора; 5 входов аварии с полярностью и фильтром, задержанная защита для резонансных преобразователей; синхронизация нескольких HRTIM; мёртвое время с полным разрешением, полярность выходов, режим прерывателя (chopper); контроллер пакетного режима для малой нагрузки; 7 векторов прерываний, 6 запросов DMA; табл. 307: при fHRTIM = 400 МГц — CKPSC 101 (÷1) шаг 2,5 нс, минимальная частота ШИМ 6,1 кГц; ÷2 — 5 нс, 3,05 кГц; ÷4 — 10 нс, 1,5 кГц; предделитель задают до записи периода и сравнений, после пуска таймера его не меняют
  2. STMicroelectronics. CMSIS device header stm32h743xx.h, cmsis-device-h7 v1.10.7 (GitHub, Apache-2.0) — HRTIM1 — главный таймер и блоки HRTIM1_TIMA … HRTIM1_TIME

Нашли ошибку?

Смотрите также