PWM讲解及stm32配置过程

第一部分：PWM简介：脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation” 的缩写，简称脉宽调制，是利用
微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。简单一点，就是对脉冲宽度的控制。

PWM中重要概念：

1.占空比：是一个脉冲周期内，高电平的时间与整个周期时间的比例。

2.周期： 一个脉冲信号的时间         
3.脉宽时间： 高电平时间

4.频率：单位时间内从高电平到低电平再到高电平次数

单片机的IO口输出的是数字信号，IO口只能输出高电平和低电平。

假设高电平为5V 低电平则为0V 那么我们要输出不同的模拟电压，就要用到PWM，通过改变IO口输出的方波的占空比从而获得使用数字信号模拟成的模拟电压信号。

本章要实现通过重映射 TIM3_CH2到 PB5 上，由 TIM3_CH2 输出 PWM 来控制 DS0 的亮度。下面我们介绍通过库函数来配置该功能的步骤。

首先要提到的是， PWM 相关的函数设置在库函数文件 stm32f10x_tim.h 和 stm32f10x_tim.c文件中。
1） 开启 TIM3 时钟以及复用功能时钟，配置 PB5 为复用输出。
要使用 TIM3，我们必须先开启 TIM3 的时钟，这点相信大家看了这么多代码，应该明白了。
这里我们还要配置 PB5 为复用输出，这是因为 TIM3_CH2 通道将重映射到 PB5 上，此时， PB5
属于复用功能输出。 库函数使能 TIM3 时钟的方法是：
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //使能定时器 3 时钟
 库函数设置 AFIO 时钟的方法是：
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); //复用时钟使能
这两行代码很容易组织，这里不做过多重复的讲解。 
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出

2） 设置 TIM3_CH2 重映射到 PB5 上。
因为 TIM3_CH2 默认是接在 PA7 上的，所以我们需要设置 TIM3_REMAP 为部分重映射（通
过 AFIO_MAPR 配置），让 TIM3_CH2 重映射到 PB5 上面。 在库函数函数里面设置重映射的函
数是：
void GPIO_PinRemapConfig(uint32_t GPIO_Remap, FunctionalState NewState)；
 STM32 重映射只能重映射到特定的端口。 第一个入口参数可以理解为设置重映射的类型，比如 TIM3 部分重映射入口参数为
GPIO_PartialRemap_TIM3，这点可以顾名思义了。 所以 TIM3 部分重映射的库函数实现方法是：
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE);
3） 初始化 TIM3,设置 TIM3 的 ARR 和 PSC。
在开启了 TIM3 的时钟之后，我们要设置 ARR 和 PSC 两个寄存器的值来控制输出 PWM 的
周期。当 PWM 周期太慢（低于 50Hz）的时候，我们就会明显感觉到闪烁了。因此， PWM 周
期在这里不宜设置的太小。 这在库函数是通过 TIM_TimeBaseInit 函数实现的
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置自动重装载值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置预分频值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据指定的参数初始化 TIMx 的
4） 设置 TIM3_CH2 的 PWM 模式，使能 TIM3 的 CH2 输出。
接下来，我们要设置 TIM3_CH2 为 PWM 模式（默认是冻结的），因为我们的 DS0 是低电
平亮，而我们希望当 CCR2 的值小的时候， DS0 就暗， CCR2 值大的时候， DS0 就亮，所以我
们要通过配置 TIM3_CCMR1 的相关位来控制 TIM3_CH2 的模式。 在库函数中， PWM 通道设
置是通过函数 TIM_OC1Init()~TIM_OC4Init()来设置的， 不同的通道的设置函数不一样， 这里我
们使用的是通道 2，所以使用的函数是 TIM_OC2Init()。
void TIM_OC2Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct)；
这种初始化格式大家学到这里应该也熟悉了，所以我们直接来看看结构体 TIM_OCInitTypeDef
的定义：
typedef struct
{
uint16_t TIM_OCMode;

uint16_t TIM_OutputState;
uint16_t TIM_OutputNState; */
uint16_t TIM_Pulse;
uint16_t TIM_OCPolarity;
uint16_t TIM_OCNPolarity;
uint16_t TIM_OCIdleState;
uint16_t TIM_OCNIdleState;
} TIM_OCInitTypeDef;
这里我们讲解一下与我们要求相关的几个成员变量：
参数 TIM_OCMode 设置模式是 PWM 还是输出比较，这里我们是 PWM 模式。
参数 TIM_OutputState 用来设置比较输出使能，也就是使能 PWM 输出到端口。
参数 TIM_OCPolarity 用来设置极性是高还是低。
其他的参数 TIM_OutputNState， TIM_OCNPolarity， TIM_OCIdleState 和 TIM_OCNIdleState 是
高级定时器 TIM1 和 TIM8 才用到的。
要实现我们上面提到的场景， 方法是：
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //选择 PWM 模式 2
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性高
TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); //初始化 TIM3 OC2
5） 使能 TIM3。
在完成以上设置了之后，我们需要使能 TIM3。 使能 TIM3 的方法前面已经讲解过：
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能 TIM3
6） 修改 TIM3_CCR2 来控制占空比。
最后，在经过以上设置之后， PWM 其实已经开始输出了，只是其占空比和频率都是固定
的，而我们通过修改 TIM3_CCR2 则可以控制 CH2 的输出占空比。继而控制 DS0 的亮度。
在库函数中，修改 TIM3_CCR2 占空比的函数是：
void TIM_SetCompare2(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare2)；
理所当然，对于其他通道，分别有一个函数名字， 函数格式为 TIM_SetComparex(x=1,2,3,4)。
通过以上 6 个步骤，我们就可以控制 TIM3 的 CH2 输出 PWM 波了。