TIM2 / PWM User Description

TIM2/PWM Datasheet 현재 Trainer 실행 예제 RCC Datasheet GPIO User Description ADC User Description Lab Guide

1. 그림에서 먼저 보기

Figure 1의 번호는 아래 표의 같은 번호 행으로 이어집니다. 노란 경로는 현재 구현에서 보이는 CCR1→PA2/PWM_OUT과 CCR2→TIM2_CC2→ADC입니다. ADC 변환은 ADC1 설정까지 완료되어야 시작됩니다.

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Figure 1. TIM2 clock, compare, PWM_OUT, and ADC trigger route

RM0008 Rev 21 Figure 100을 현재 구현 범위에 맞게 재구성했습니다. CC1I/CC2I는 공식 interrupt/DMA request output이고 U는 update event signal이며, 이 request/flag side effect는 현재 구현에서 Reference-only입니다. ADC 시작 신호는 TRGO가 아니라 TIM2_CC2입니다. 전체 trigger/slave block과 사용하지 않는 channel lane은 생략했습니다.

2. 블록 → 레지스터 비트

읽는 순서: 지원되는 항목을 먼저 확인하고, 미지원 항목은 문서 하단의 지원하지 않는 항목에서 확인합니다.

3. 표 기준 단순 코드

4. 현재 Trainer 실행 예제

FW EDIT에 그대로 붙여넣어 PA2/PWM_OUT의 60 Hz, 30% duty와 TIM2 counter를 확인합니다. 각 주석의 번호는 위 블록 → 레지스터 비트 표와 연결되며, 현재 Trainer가 제공하는 CCR1→PA2 고정 경로를 사용합니다.

#include "training_api.h"

static void gpio_init(void)
{
    GPIOA->CRL = 0x40422B00u; /* TIM User Description 4번: PA2 PWM pad 전제, GPIO UD 4번 */
    GPIOB->CRL = 0x44444440u; /* P02 공통 Port API: PB0 analog, GPIO UD 4번 */
    GPIOA->ODR &= ~(GPIOA_DRV_EN_BIT | GPIOA_DRV_DIR_BIT); /* GPIO UD 2번: motor output 안전 시작 */
}

static void pwm_init(void)
{
    TIM2->PSC = 11999u;               /* TIM User Description 2번: 72 MHz / 12000 = 6 kHz */
    TIM2->ARR = 99u;                  /* TIM User Description 3번: 100 counts = 60 Hz period */
    TIM2->CCR1 = 0u;                  /* TIM User Description 4번: duty compare 안전 시작값 */
    TIM2->CCER = TIM2_CCER_CC1E;      /* TIM User Description 4번: PWM output gate 허용 */
    TIM2->CR1 = TIM2_CR1_CEN;         /* TIM User Description 3번: counter 시작 */
}

static void pwm_write(uint32_t duty_percent)
{
    if (duty_percent > 100u) duty_percent = 100u;
    TIM2->CCR1 = duty_percent; /* TIM User Description 4번: CCR1 duty compare 갱신 */
}

void user_init(void)
{
    trainer_clock_init_72mhz();               /* RCC User Description 1~4번: 72 MHz clock 경로 */
    RCC->APB2ENR = RCC_APB2ENR_AFIOEN;       /* RCC User Description 5번: AFIO gate */
    RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPAEN;      /* TIM User Description 4번: PA2 pad용 GPIOA gate */
    RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPBEN;      /* P02 공통 Port API의 GPIOB gate */
    RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_ADC1EN;      /* P02 공통 Port API의 ADC1 gate */
    RCC->APB1ENR = RCC_APB1ENR_TIM2EN;       /* TIM User Description 1번: TIM2 clock gate */
    gpio_init();                              /* TIM User Description 4번: PA2 output 전제 */
    pwm_init();                               /* TIM User Description 2~4번 설정 */
    pwm_write(30u);                           /* TIM User Description 4번: CCR1=30, duty 30% */
}

void user_loop(void)
{
    watch_u32("TIM2_PSC", TIM2->PSC);   /* 2번 prescaler */
    watch_u32("TIM2_ARR", TIM2->ARR);   /* 3번 period limit */
    watch_u32("TIM2_CNT", TIM2->CNT);   /* 3번 current counter */
    watch_u32("TIM2_CCR1", TIM2->CCR1); /* 4번 duty compare */
}

5. 사이트에서 확인

바로 위 실행 예제의 PSC·ARR·CCR1·CC1E·CEN 결과를 아래 화면에서 확인합니다.

• Registers: Clock 그룹의 TIM2EN, GPIO mode의 PA2, TIM2_CR1, TIM2_PSC, TIM2_ARR, TIM2_CNT, TIM2_CCR1, TIM2_CCR2, TIM2_CCER를 확인합니다. SR/EGR/CCMR1은 현재 focused Registers 목록에 없습니다.
• Board · Lab pin routes: PA2/PWM_OUT을 선택하면 Official device functions, Current fixed route, 공식 PA2=TIM2_CH3와 CCR1 고정 alias를 구분할 수 있고 Graph trace 목록에 자동으로 추가됩니다.
• Graph: PA2/PWM_OUT trace와 평균 전압을 CCR1/(ARR+1) duty와 비교합니다. P02 실행 예제의 TIM2_CNT와 CCR1 변화를 함께 확인합니다.
• Code Watch: TIM2_CNT 진행을 확인합니다.
• Docs / Log: TIM2_* updated to ..., TIM2 PWM timing: ..., TIM2_CC2 event: ... 메시지 계열을 확인합니다.

6. 부록: ARR·CNT·COMPARE로 PWM 완성하기

Figure A와 Figure B는 위 표의 TIM2_CNT, TIM2_ARR, TIM2_CCR1, TIM2_CCER를 한 흐름으로 읽기 위한 학습 그림입니다. 공식 필드 정의는 TIM2_CNT, TIM2_ARR, TIM2_CCR1 항목과 연결됩니다.

6.1 ARR는 CNT가 포함해서 세는 마지막 값

Figure A. ARR=100일 때 CNT의 0→100→0 rollover와 read/write 의미

ARR는 count 개수 자체가 아니라 마지막으로 포함되는 CNT 값입니다. 따라서 ARR=100이면 CNT=0, 1, 2, …, 99, 100까지 진행하고, 다음 counter clock에서 0으로 돌아갑니다. 0도 한 count이므로 한 period는 총 ARR+1=101 counts입니다.

TIM2_CNT는 read/write(RW) register입니다. 실행 중 현재 위치를 읽을 수 있고, software가 0이나 원하는 시작값을 직접 쓸 수도 있습니다. CEN=0으로 정지해도 CNT가 자동으로 0이 되지는 않습니다.

uint32_t now = TIM2->CNT;  /* 현재 count 읽기 */
TIM2->CNT = 0u;            /* 0부터 다시 시작 */
TIM2->CNT = 40u;           /* 40을 시작 위치로 쓰기 */

6.2 CCR1 compare가 OC1REF와 PWM_OUT을 만드는 방법

Figure B. ARR=99, CCR1=40에서 compare 경계, OC1REF, CC1E, PA2/PWM_OUT 흐름

compare 위치는 CNT가 CCR1과 같아지면서 PWM 상태가 바뀌는 경계입니다. 위 예에서 CCR1=40이므로 CNT=0~39에서는 CNT<CCR1이 참이고, CNT=40~99에서는 거짓입니다. 그래서 active-high PWM mode 1 기준으로 100 counts 중 40 counts가 HIGH가 되어 duty는 40%입니다.

• OC1REF: CNT/CCR1 compare와 PWM mode가 만든 timer 내부 기준 신호입니다. 아직 물리 핀 출력은 아닙니다.
• CC1E: 현재 구현에서 OC1REF 방식의 compare 결과를 PWM_OUT 경로로 내보내는 output gate입니다.
• GPIOA_CRL: PA2 pad를 출력 가능한 상태로 준비합니다. 공식 설정 CRL[11:8]=0xB는 AF push-pull 50 MHz입니다.
• PA2/PWM_OUT: 현재 구현은 CCR1→OC1REF 방식→CC1E→PA2 고정 경로를 사용합니다.

6.3 PWM이 실제로 나오기 위한 전체 조건

공식 STM32와 현재 구현의 차이: 공식 STM32F103에서 PA2는 TIM2_CH3이므로 CCR3→OC3REF→CC3E→PA2 경로를 사용합니다. 현재 구현은 학습용 고정 alias인 CCR1→OC1REF 방식→CC1E→PA2/PWM_OUT 경로를 사용합니다.

7. 지원하지 않는 항목

공식 TIM 기능 중 현재 구현에서 실행되지 않는 필드와 확장 기능을 아래에서 구분합니다.

7.1 그림 번호와 연결되는 미지원 항목

7.2 추가 지원 경계