国民技术N32H474系列微控制器产品内置超高精度定时器(SHRTIM),基于32位ARM Cortex®-M4F内核,支持单精度浮点运算和DSP指令,最高工作 主频200MHz,集成高达512KB嵌入式Flash,192KB SRAM(包括32KB CCM SRAM) + 4KB Backup SRAM, 集成4个12bit 4.7Msps ADC、8个12bit DAC、4个PGA、7个COMP,集成USB FS Device、U(S)ART、I2C、 SPI、CAN-FD等通信接口,支持xSPI高速存储接口,支持I2S音频接口,支持超高精度定时器,支持多个高 级定时器、通用定时器、基本定时器、低功耗定时器,支持Cordic和FMAC,内置密码算法硬件加速引擎, 支持AES/TDES、SHA、SM3、SM4、MD5算法,支持TRNG真随机数发生器,支持CRC16/32。 N32H474系列产品可稳定工作于-40°C至+105°C的温度范围,供电电压1.8V至3.6V,提供多种功耗模式。
国民技术N32H474系列单片机超高分辨率定时器SHRTIM,可生成多达 12 路高度精确定时数字信号,主要用于驱动开关模式电源或数字电源转换系统,但也可用于对时间分辨率有极高要求的应用。 该定时器采用模块化架构,可生成独立波形或耦合波形。波形由独立式定时信号(使用计数器和比较单元) 以及多种外部事件(如模拟或数字反馈以及同步信号)确定,因此可生成大量不同的控制信号(PWM、相 移、恒定 Ton...),从而满足大部分转换拓扑的需求。 为实现控制和监测用途,该定时器还具有定时测量功能,并连接到内置的 ADC 和 DAC 转换器。此外, 该定时器还具有轻载管理模式,能够处理各种故障机制,从而实现安全关断。
国民技术可提供从STM32G474的HRTIM到N32H474的SHRTIM的软件移植全套移植指南。
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一、N32H474 SHRTIM的主要特性
1. 多个定时单元
- 125ps 分辨率,所有输出均支持全分辨率,可在触发单脉冲模式下调整占空比、频率和脉宽
- 6 个16 位定时单元(每个定时单元包含 1 个独立计数器和 5 个比较单元(比较单元5专用于ADC 触发))
- 12 路输出可通过任何定时单元控制,每条通道多达 32 个置位/ 复位源模块化结构可满足多种配有 1 或 2 个开关的独立转换器的需求,也可满足少数大型多开关拓扑 的需求
2. 多达 10 个外部事件,可用于任何定时单元
- 可编程极性和边沿有效性
- 10 个事件用于快速异步模式
- 10 个事件用于可编程数字滤波器
- 利用消隐和窗口模式实现伪事件过滤
- 10 个外部事件全映射到任意 GPIO 或任意模拟比较器
3. 多条通道可连接到内置模拟外设
- 10 个用于 ADC 转换器的触发信号,ADC 触发信号可全映射到任意比较单元
- 3 个用于 DAC 转换器的触发信号
- 7 个用于模拟信号调理的比较器
4. 丰富的保护机制
- 6 路故障输入可组合使用并关联到任何定时单元
- 6 条故障输入可全映射到任意模拟比较器
- 可编程极性和边沿有效性,数字滤波器
- 对谐振变换器配有专门的延时保护
5. 多个 SHRTIM 实例可与外部同步输入/ 输出同步
6. 多功能输出级
- 全分辨率时间插入
- 可编程输出极性
- 斩波模式
7. 突发模式控制器,可同时处理多个转换器上的轻载操作,支持 32 位突发模式计数
8. 8 个中断向量,每个向量最多具有 14 个源
9. 7 个 DMA 请求,最多具有 14 个源,可通过突发模式实现多寄存器更新
二、SHRTIM的功能描述
SHRTIM 可分为以下几个子实体:
- 主定时器
- 定时单元(定时器 A 到定时器 F)
- 输出级
- 突发模式控制器
- 外部事件和故障信号调节逻辑,由所有定时器共享
- 系统接口
主定时器基于 16 位递增计数器。它可通过 4 个比较单元置位/ 复位 12 路输出中的任何一路,并向 6 个 定时器单元提供同步信号。其主要用途是使定时器单元受唯一的时钟源控制。交错降压转换器是一个典型 的应用示例,主定时器在其中管理着多个单元之间的相移。比较单元 5 专用于 ADC 触发。 定时器单元既可以独立工作,也可以与其他定时器(包括主定时器)配合工作。每个定时器都可控制两路输 出。输出置位/复位事件可以由定时单元比较寄存器触发,或者由来自主定时器、其他定时器的事件或外部 事件触发。
输出级有多种用途
- 在互补 PWM 模式下配置 2 路输出时添加死区
- 将载波频率添加到调制信号上
- 通过将输出异步置为预定义的安全电平来管理故障事件
在轻载运行的情况下,突发模式控制器可控制一个或多个定时器。突发长度和周期、以及输出的空闲状态 可通过编程设定。
外部事件和故障信号调理逻辑包括:
- 输入选择 MUX(例如,为给定外部事件通道选择数字输入或片上时钟源)
- 极性和边沿有效性编程
- 数字滤波
系统接口允许 SHRTIM 与 MCU 的其余部分进行交互:
- 向 CPU 发出中断请求
- 通过 DMA 控制器自动访问存储器,包括 SHRTIM 特有的突发模式
- 触发 ADC 和 DAC 转换器
SHRTIM 寄存器分为 7 组:
- 主定时器寄存器
- 定时器 A 到定时器 F 寄存器
- 通用寄存器,用于所有定时器单元共用的功能
注:根据文档编写约定,在文本和寄存器中对于 6 个定时单元的引用统一用“x”字母表示(x 可以是 A 到 F 的任意值)。
三、国民技术N32H474系列订购型号
N32H474xC系列
N32H474CCU7 N32H474CCL7, N32H474RCL7, N32H474MCL7, N32H474VCL7, N32H474QCL7
N32H474CCU8 N32H474CCL8, N32H474RCL8, N32H474MCL8, N32H474VCL8, N32H474QCL8
N32H474xE系列
N32H474CEU7 N32H474CEL7, N32H474REL7, N32H474MEL7, N32H474VEL7, N32H474QEL7
N32H474CEU8 N32H474CEL8, N32H474REL8, N32H474MEL8, N32H474VEL8, N32H474QEL78