基于stm32单片机的可调节pwm输出

目标：

1.通过按键1切换pwm频率的切换。

2.通过按键2实现pwm占空比的切换。

3.备注：不附加硬件原理图，但是通过描述简单介绍引脚的连接。

硬件原理描述：

1.通过3个IO口实现16个按键的检测。

2.按键1，按键2不多做描述，通过键盘扫描程序循环检测按键

3.通过TIM2 CHI通道PA0输出波形。

pwm输出配置功能函数：

#include "pwm.h"
static  u16 Tim_Prescaler=35;       //配置TIM默认时钟分频
static  u16 TIMCompare1=200;        //配置TIM默认脉冲比较值
void GPIO_cfg() //配置pwm输出相关引脚  
{  
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;  
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);   //使能GPIOA的时钟 
    //RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);    //复用时钟不需要失能
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;  //选择引脚0                                                           
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;        //输出频率最大50MHz                                                 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;       //复用推挽输出   
    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);   
} 
void TIMER_cfg(void)//配置TIM2   
{  
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;  
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);   //开启TIM2的时钟   
    //设置预分频系数  
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =Tim_Prescaler;  
    //设置计数自动重装值大小  
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 1000;    
    //设置计数器模式为向上 
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;    
    //设置时钟分割---不分割  
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;  
    //将配置应用到TIM2中  
    TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseStructure);
} 
void PWM_cfg(void)//配置pwm输出   
{  
    TIM_OCInitTypeDef TimOCInitStructure;  
    //TIM_OCStructInit(&TimOCInitStructure);  
    //PWM模式1输出 
    TimOCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;  
    //设置占空比0.2 
    TimOCInitStructure.TIM_Pulse = 200;  
    //TIM输出比较极性高  
    TimOCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;  
    //使能输出状态  
    TimOCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;  
    //TIM2的CH1输出  
    TIM_OC1Init(TIM2, & TimOCInitStructure);  
    //设置TIM2的PWM输出为使能  
    //TIM_CtrlPWMOutputs(TIM2,ENABLE); //高级定时器专用，TIM2不需要此函数功能


    //使能或者失能TIM2在CCR1上的预装载寄存器 使能：在更新事件发生时才会传送预装载值（从CCR1到影子寄存器）；失能：直接传送预装载值
    //TIM_OC1PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable);
    //使能或者失能 TIMx 自动重装载寄存器· 
    //TIM_ARRPreloadConfig(TIM2, ENABLE);
}
//pwm输出初始化，默认输出方波频率=2Khz，占空比=0.2 
void PWM_Init(void) 
{
    GPIO_cfg();
    TIMER_cfg();
    PWM_cfg();
    TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
}
void PWM_changefre(void)  //频率转换：2Khz  200hz
{
    if(Tim_Prescaler==359)
    {
        Tim_Prescaler=35;
    }
    else
    {
        Tim_Prescaler=359;
    }
    TIM_PrescalerConfig(TIM2, Tim_Prescaler,TIM_PSCReloadMode_Update);//设置 TIM2 预分频，即时或者下次更新作用
}
//更改占空比，默认0.2,0.4,0.6,0.8,0.2依次循环
void PWM_changeduty(void) 
{
    if(TIMCompare1<800)
    {
        TIMCompare1+=200;
    }
    else
        TIMCompare1=200;
    TIM_SetCompare1(TIM2, TIMCompare1);//设置 TIMx 捕获比较 1 寄存器值
}

主函数：

#include "public.h"
static u8 key=0x10;
int main(void)
{
    SystemInit();               //init system rcc  HSE 72Mhz
    power_init();               //open power sourse
    delay_init(72);             //system clock frequency 72Mhz
    KEY_Init();
    PWM_Init();
    while(1)
    {
        key=KEY_Scan();
        if(key==0)              //修改定时器预分频值，完成pwm频率切换。200HZ--------2KHZ
        {
            key=0xff;
            delay_ms(100);      
            PWM_changefre();
        }
        if(key==2)              //修改占空比
        {
            key=0xff;
            delay_ms(100);
            PWM_changeduty();
        }
    }
}

总结：

1.配置pwm输出的一般性步骤：

1.配置pwm输出相应的GPIO口。

2.配置pwm输出相应的定时器。

3.配置pwm输出相应的输出通道。

2.几个要点的理解：

1.涉及到IO口重映射问题

2.AFIO时钟问题

对寄存器 AFIO_EVCR、AFIO_MAPR 和 AFIO_EXTICRX 进行读写操作前，应当首先打开 AFIO 的时钟。

上句话是从stm32中文参考手册找到的。

也就是说配置AFIO的事件控制寄存器(AFIO_EVCR)、复用重映射和调试I/O 配置寄存器(AFIO_MAPR)、外部中断配置寄存器 1(AFIO_EXTICR1)等才需要启用AFIO时钟。

并不是说引脚复用时就必须开启AFIO时钟。所以，在上述程序中，不需要开启AFIO 时钟（已经验证OK）。

3.计数器(TIMx_CNT)

这个寄存器是用来计数的，数数用的

4.自动重装载寄存器  和（影子寄存器）--->实际的自动重装载寄存器

a.自动重装载寄存器存储的是TIM计数值的大小，计数器到了这个值就会发生溢出停止计数，但并是用该寄存器直接和计数器比较。

b.真正用来和计数器比较的是影子寄存器（物理存在的），自动重装载寄存器的值送到了这里。

c. 这两个寄存器是联通的。

d.什么时候把自动重装载寄存器值送到影子寄存器？

先来看一下下面这个函数：它的作用是 使能或者失能 TIMx 在 ARR 上的预装载寄存器（自动重装载寄存器）。

void TIM_ARRPreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState Newstate)

失能=0：TIMx_ARR寄存器没有缓冲；
使能=1：TIMx_ARR寄存器被装入缓冲器。

答案：通过配置TIMx_CR1的ARPE位，决定什么时候把自动重装载寄存器值送到影子寄存器。

5.捕获/ 比较寄存器（输出模式下）

该寄存器的值决定pwm输出时的占空比。计数器会根据这个值的大小来判断何时翻转电平。比如：计数值100,，比较值50，则占空比就为50%

同样的，该寄存器也有相应的影子寄存器。功能同上。

6.转换频率：

首先要理解定时器是怎么完成频率输出:

a.系统频率设置为72Mhz          设为X频率

b.初始化定时器时，配置时钟分割X/(时钟分割+1)

c.初始化定时器时，预分频。X/(时钟分割+1)/(预分频系数+1)

d.得到定时器的时钟输入频率。

e.设置自动重装载寄存器（计数值），得到定时器的频率输出 X/(时钟分割+1)/(预分频系数+1)/计数值

其次，判断可更改的变量来改变频率输出。

本次试验选取更改预分频系数，作为控制变量。

7.转换占空比

duty=TIM2_CCR1/TIM2_ARR

本次试验选择改变TIM2_CCR1。

3.心得：

1.参考了网上一些pwm案例，觉得有些案例实现起来，调用了一些不需要的函数，效率下降。

2.本次学习仅仅总结了PWM输出的用法，对定时器的其他功能认知仍存在大量不足。

3.第一次，写这么长的总结，很有成就感。