STM32G4 定时器组合 PWM：单周期两次 ADC 触发实现方案

在工业采样、传感器数据采集等场景，常需定时器单个周期内两次触发 ADC 转换，且触发时间点灵活可调。传统单通道定时器无法实现该需求，而 STM32G4（含 H、U 系列）高级 / 通用定时器的组合 PWM 模式，可通过内部信号逻辑组合，无需额外硬件，即可完成单周期双触发。本文基于意法半导体 LAT1649 技术文档，从原理、配置、代码到验证，给出完整落地方案。

资料获取：经验分享 | LAT1649 利用TIMER的组合信号实现单个周期的两次触发

1. 需求背景：单周期双触发痛点

开发者使用 STM32G4 芯片时，提出核心需求：通用定时器单个计数周期内，触发 ADC 两次，且触发位置可自由调整。

传统方案局限：

单通道 PWM 仅能生成 1 路触发信号，无法实现双触发；
多定时器级联复杂度高，占用资源且触发时序难同步；
外部逻辑增加硬件成本，违背小型化设计需求。

STM32G4 定时器组合 PWM 模式，通过内部寄存器逻辑组合，完美解决该痛点，无需额外引脚与硬件。

2. 核心原理：组合 PWM 信号生成双触发

2.1 组合 PWM 模式定义

STM32G4 等系列定时器支持Combined PWM（组合 PWM）模式：单个输出通道（如 OC1），通过 ** 两个比较寄存器（CCR1/CCR）生成两路参考信号（REF1/REF2），经逻辑与（AND）/ 或（OR）** 组合，输出一路合成信号（OC1REFC）。

通道 1/2 为一组：OC1REFC = REF1 & REF2（模式 2）或 REF1 | REF2（模式 1）；
触发输出（TRGO）可直接映射 OC1REFC，作为 ADC 触发源。

2.2 双触发实现逻辑

定时器计数周期内，CCR1、CCR2 分别设定两个不同比较值，生成两路 REF 信号；合成信号 OC1REFC 在上升沿 + 下降沿各触发一次，ADC 配置为双边触发，即可实现单周期两次转换，触发位置由 CCR1/CCR2 灵活调节。

3. CubeMX 实操配置（以 STM32G474+TIM3+ADC3 为例）

3.1 TIM3 定时器配置

时钟源：内部时钟，预分频（PSC）1699，自动重装载（ARR）7999；
通道 1：PWM 生成，模式设为Combined PWM2（逻辑与），脉冲值 3000；
通道 2：PWM 生成，模式 PWM1，脉冲值 5000；
触发输出（TRGO）：选择OC1REFC，作为 ADC 触发源。

3.2 ADC3 配置

分辨率：12 位，扫描模式关闭；
外部触发：定时器 3 TRGO，双边触发（上升 + 下降）；
通道：Vrefint（内部参考电压），采样时间 247.5 周期；
DMA：开启，Normal 模式，数据宽度字，搬运长度 6。

4. 关键代码实现

4.1 定时器与 ADC 初始化

// TIM3初始化（CubeMX自动生成）
TIM_HandleTypeDef htim3;
// ADC3初始化（CubeMX自动生成）
ADC_HandleTypeDef hadc3;
// ADC结果缓存
uint32_t ADC_Result[6] = {0};

// 启动定时器与ADC
void Start_ADC_Double_Trigger(void)
{
    HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc3, ADC_SINGLE_ENDED); // ADC校准
    HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_1); // 开启通道1
    HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_2); // 开启通道2
    HAL_ADC_Start_DMA(&hadc3, ADC_Result, 6); // ADC+DMA启动
    HAL_TIM_Base_Start(&htim3); // 启动定时器
}

4.2 触发完成回调（可选）

void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef *hadc)
{
    if(hadc->Instance == ADC3)
    {
        // 单周期两次转换结果存入ADC_Result[0]、ADC_Result[1]
    }
}

5. 验证结果

下载程序至 NUCLEO-G474 开发板，调试查看 ADC_Result 数组：

单周期内成功生成两组有效转换数据；
调整 CCR1/CCR2 数值，触发时间点同步变化；
无额外硬件占用，时序精准无延迟。

6. 避坑关键要点

模式匹配：定时器必须选Combined PWM 模式，普通 PWM 无法生成合成信号；
触发极性：ADC 务必配置双边触发，否则仅单次触发；
CCR 配置：CCR1、CCR2 需小于 ARR，且数值不同，避免触发点重合；
芯片适配：仅 STM32G4/H/U 等高级定时器支持组合 PWM，F 系列早期芯片不支持；
DMA 设置：搬运长度≥2，确保两次转换数据完整存储。

STM32G4 定时器组合 PWM 模式，为单周期两次 ADC 触发提供极简方案，无需额外硬件，仅通过寄存器配置即可实现触发时间灵活可调。该方案资源占用少、时序精准、成本低，广泛适用于工业采样、电源监测、多通道传感器同步采集等场景，同样适配 STM32H、U 系列高级定时器，是嵌入式高精度采样的优选方案。