嵌入式STM32学习笔记（3）——pwm波及呼吸灯
写pwm波函数可以调用stm32固件库函数直接生成，也可以通过中断来写pwm波；下面就介绍这两种方法，这里先说一下呼吸灯，其原理就是让LED灯由暗变亮再由亮变暗循环，类似呼吸的效果，亮-暗是一个大周期，而LED灯亮或暗是由其刷新的占空比决定，高电平时间占比长则亮，反之则暗；
stm32 的定时器除了 TIM6 和 7。其他的定时器都可以用来产生 PWM 输出。其中高级定时器 TIM1 和 TIM8 可以同时产生多达 7 路的 PWM 输出。而通用定时器也能同时产生多达4路的 PWM 输出，这样， STM32 最多可以同时产生 30 路 PWM 输出。关于映射及原理大家可查手册吧，这里不做具体叙述了；个人见解：很多知识用到再仔细研究是节省精力的好办法，工程实验做多了，就会发现有些细微的知识可能一直都不需要了解。
补充一下关于stm32 TIMx的管脚映射，每个定时器的通道都有特定的引脚，其可以通过如下两个函数映射跟换引脚：
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIMx, ENABLE); //重映射引脚
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_FullRemap_TIMx, ENABLE); //完全重映
但可更换的引脚也是固定的，具体如下表：
下面代码包含软件版本pwm波和固件库函数pwm波，具体如下：
1.编译器IAR8，系统win10;
2.板子：STM32F103C8T6核心板，如下：
3.下载器：ST-LINK/V2仿真下载器；
4.板子上LED对应的引脚是GPIOC, GPIO_Pin_13；在IAR对应的stm32F103X模板DRIVER目录下添加：led.c,led.h,timer.c,timer.h文件，如下：
5.led.c 代码如下：
#include "led.h"
/*LED_G 驱动 GPIO 初始化函数*/
void led_gpio_config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //调用GPIO结构体
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE); //配置RCC时钟，使得引脚使能
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13; //设置的引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //设置引脚速度
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //设置引脚模式，推挽式输出
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure); //初始化引脚
}6.led.h的代码：
#ifndef _LED_H
#define _LED_H
/*包含相关的头文件*/
#include "stm32f10x.h"
#include "stm32f10x_gpio.h"
#include "stm32f10x_rcc.h"
void led_gpio_config(void);//声明，初始化LED对应引脚
#endif7.timer.c代码：
#include "timer.h"
__IO uint32_t TimingDelay; //计数变量，加要加“_IO”，不然会被编译优化
__IO uint32_t TimingDelay2; //计数变量2
u8 breath_pwm_high;
u8 breath_pwm_step;
u8 breath_pwm_flag;
u8 breath_circle;
/*SystemCoreClock / 1000000 ------- 1us*/
/*SystemCoreClock / 100000 ------- 10us*/
/*SystemCoreClock / 10000 ------- 100us*/
/*SystemCoreClock / 1000 ------- 1ms*/
//////////////////////////
//设置系统滴答中断延时程序//
/////////////////////////
void Systick_Init(void)
{
//装载系统时钟中断计数值，系统时钟累计达到72000时候溢出产生中断
if (SysTick_Config(72000))
{
/* Capture error */
while (1);
}
}
//延时计数函数，如果不是0，每个系统滴答中断周期自减
void TimingDelay_Decrement(void)
{
if (TimingDelay != 0x00)
{
TimingDelay--;
}
}
//延迟函数，设置为 US
void delay_ms(__IO uint32_t nTime)
{
TimingDelay = nTime;//自减初始值
while(TimingDelay != 0);
}
//中断事件函数，原函数在stm32f10x_it.c里面，复制到这里后要将原位置里的注释掉，不然报错
void SysTick_Handler(void)
{
TimingDelay_Decrement();
}
//////////////////////////
//设置定时器中断延时程序//
/////////////////////////
//配置嵌套中断控制器 NVCI
void tim2_nvic_config(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_Init_Struct; //调用NVCI结构体
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0); //设置组优先级
NVIC_Init_Struct.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn; //设置定时器 2 中断
NVIC_Init_Struct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //设置抢占优先级
NVIC_Init_Struct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //设置子优先级
NVIC_Init_Struct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能IRQ中断
NVIC_Init(&NVIC_Init_Struct); //初始化NVIC
}
//定时器初始化配置
void tim2_config(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct; //调用定时器结构体
tim2_nvic_config(); //加载嵌套中断控制器 NVCI
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE); //配置RCC时钟，使得中断使能
TIM_DeInit(TIM2); //将外设 TIMx 寄存器重设为缺省值，复位寄存器
/*
定时计数计算方法如下：
发生中断时间 = (TIM_Prescaler+1)* (TIM_Period+1)/FLK
以定时 1s 为例 TIM_Period=2000-1， TIM_Prescaler=(36000-1)
FLK=72M
*/
//设置36*10/72000000=0.000005s=5us
TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 36-1; //时钟预先分频数
TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 10-1; //自动重装载寄存器的值
TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数模式，向上计数方式
TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //采样分频
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStruct); //初始化TIM2配置
TIM_ClearFlag(TIM2,TIM_FLAG_Update); //清除溢出中断标志
TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE); //使能或者失能指定的 TIM 中断
TIM_Cmd(TIM2,ENABLE); //开启时钟
}
//延时计数函数2，如果不是0，每个系统滴答中断周期自减
void TimingDelay_Decrement2(void)
{
if (TimingDelay2 != 0x00)
{
TimingDelay2--;
}
}
//延迟函数，设置为 US
void delay_us2(__IO uint32_t nTime2)
{
TimingDelay2 = nTime2;//时钟滴答数
while(TimingDelay2 != 0);
}
//装载初始值，及呼吸循环检测
void breath_circle_change()
{
//判断呼吸周期是否到了，上限值代表呼吸周期时间
if(breath_circle>=80)
{
//判断占空比分割点，是否已经超过99%占比
if(breath_pwm_high>99)
{
breath_pwm_flag=1;//添加标记，准备自减
}
//判断占空比分割点，是否小于2%占比
if(breath_pwm_high<2)
{
breath_pwm_flag=0;//添加标记，准备自加
}
//修改占空比，设置自加或自减，当占比低于2%时候自加，否则自减
if(breath_pwm_high<100 && breath_pwm_flag==0)
{
breath_pwm_high++;
}
else
{
breath_pwm_high-=2;//快呼慢吸，自减1的话就是1：1呼吸
//breath_pwm_high--;//快呼慢吸，自减1的话就是1：1呼吸
}
breath_circle=0;//呼吸循环置零，重新装载检测
}
}
//定时器2，中断事件函数
void TIM2_IRQHandler(void)
{
if(TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET)//固件库函数，判断是否发生TIM2中断
{
// TimingDelay_Decrement2(); //调用延时计数函数
//呼吸分割步长step
breath_pwm_step++;
//设置步长小于分割点时候点亮灯
if(breath_pwm_stepPB5
// GPIO_PinRemapConfig(GPIO_FullRemap_TIM3, ENABLE);//完全重映
// GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5; //TIM_CH1和TIM_CH2，重映射引脚后
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7; //TIM_CH1和TIM_CH2
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO
// GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO化G
//2.设置通用定时器，分频及初始化
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;//调用TIM结构体
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置自动重装载周期值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置预分频值 不分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计数
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //初始化 TIMx
TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE ); //使能或者失能指定的 TIM3 中断
//3.初始化TIM3 Channel 通道及PWM模式
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;//对应结构体
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //选择定时器模式，TIM脉宽调制模式2
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性，TIM输出比较极性高
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 80; //占空比设置，与自动装载周期，arr值比较
TIM_OC1Init(TIM3,&TIM_OCInitStructure);//通道1
TIM_OC1PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable); //使能TIM3预装载寄存器
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 350; //占空比设置，与自动装载周期，arr值比较
TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); //根据参数初始化TIM3，通道2
TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable); //使能TIM3预装载寄存器
TIM_ARRPreloadConfig(TIM3, ENABLE);//允许或禁止在定时器工作时向ARR的缓冲器中写入新值，以便在更新事件发生时载入覆盖以前的值
TIM_Cmd(TIM3,ENABLE); //开启时钟
}
8.timer.h代码：
#ifndef __TIMER_H_
#define __TIMER_H_
#include "stm32f10x_tim.h"
#include "stm32f10x_rcc.h"
#include "stm32f10x_it.h"
#include "misc.h"
extern __IO uint32_t TimingDelay; //计数变量，加要加“_IO”，不然会被编译优化
void Systick_Init(void); //初始化系统滴答
void TimingDelay_Decrement(void); //计数函数
void delay_ms(__IO uint32_t nTime);//延迟函数，设置为 US
extern __IO uint32_t TimingDelay2; //计数变量2
void tim2_nvic_config(void); //初始化中断
void tim2_config(void); //初始化计数器
void delay_us2(__IO uint32_t nTime2);//延迟函数2，设置为 US
void TimingDelay_Decrement2(void); //计数函数2
extern u8 breath_pwm_high;
extern u8 breath_pwm_step;
extern u8 breath_pwm_flag;
extern u8 breath_circle;
void breath_circle_change(void);
#endif9.主函数main.c代码：
#include "led.h"
#include "timer.h"
int main(void)
{
SystemInit(); //初始化系统时钟
Systick_Init(); //配置系统时钟滴答参数
led_gpio_config(); //配置GPIO
tim2_config();//配置定时器
//调用固件库PWM函数时，用以下变量
u16 led0pwmval=0;//呼吸灯周期
u8 pwm_flag=1; //脉宽调整方向标记，为1则++，为0则--
// TIM3_PWM_Init(899,0); //不分频 PWM频率=72000000/900=80Khz
TIM3_PWM_Init(360,100); //PWM=设置360*100/72000000=0.0005s
while(1)
{
//调用系统滴答延时函数做LED灯的闪烁，可任意引脚设置//
// GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13); //将PB13设置成高电平
// delay_ms(100); //调用系统滴答延时函数
// GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13); //将PB13设置成低电平
// delay_ms(100); //调用系统滴答延时函数
// //调用定时器延时函数做LED灯闪烁//
// GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13); //将PB13设置成高电平
// delay_us2(3); //调用定时器延时函数
// GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13); //将PB13设置成低电平
// delay_us2(97); //调用定时器延时函数
// breath_circle_change();//呼吸灯实验，装载初始置，设置占空比分割值
//采用固件库PWM波函数的方式进行呼吸灯脉宽调制，可将LED灯接到对应引脚上即可；
delay_ms(10);//延时,刷新率
if(pwm_flag) led0pwmval++;//如果dir大于0，则脉宽调宽+1；
else led0pwmval--;//否则，脉宽调宽-1；
if(led0pwmval>355) pwm_flag=0;//如果脉宽调制大于355（对应TIM3_PWM_Init的设置），则置dir为0；
if(led0pwmval==0) pwm_flag=1;//如果脉宽调宽已经等于0，则置dir为1；
TIM_SetCompare1(TIM3,led0pwmval);//设置TIM_CH1重载值
TIM_SetCompare2(TIM3,led0pwmval);//设置TIM_CH2重载值，以此类推 TIM_SetCompare3和4对应的是通道3和4
}
return 0;
}10.实验后用示波器连接对应的引脚，可以看到如下波形就是可以的，因为固件库函数版本pwm波的引脚是固定的，且映射时候，由于我的核心板子GPIO_PB04在线调试时候被ST-LINK占用，所以无法映射；