基于STM32的可调频率和占空比的互补方波发生器

概述
实现效果：

该程序实现的功能：用STM32f4输出可调频率（100~500HZ）和占空比（0—100）互补方波，通过矩阵键盘输入数据，用液晶显示屏显示参数。
修改占空比的方式：在TIM2的通用定时器的中断（21kHZ）中，用TIM_SetCompare函数设置比较值。
修改频率的方式：只需要修改预分频的系数就好了，我尝试了两个方式，第一种是用TIM_PrescalerConfig()函数修改预分频器的值，但是输出不准确。因此我采用初始化的函数TIM_PWM_Init(）装值。
该程序难点在于矩阵键盘，屏幕和单片机三者的结合，包括如何正确读出矩阵键盘输入的字符串和数字，如何设置屏幕显示，如何设置代码的顺序，使整个程序各个部分能独立工作不相互干扰。从开始到完成的5个小时中，我4个多钟都在解决上面的难点。我这里设置了三个mode区分修改频率，修改占空比和正常输出状态。
话不多说，直接上代码（显示屏的底层代码略过）：

主函数代码

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart1.h"
#include "usart2.h"
#include "led.h"
#include "pwm.h"
#include "timer.h"
#include "adc.h"
#include "pid.h"
#include "key.h"
#include "keyboard.h"
#include "data.h"
#include "string.h"
#include "math.h"
#include "Lcd_Driver.h"
#include "GUI.h"
#include "QDTFT_demo.h"
#include "encoder.h"

char clear[20];
char freq_buffer[3];//频率转化为字符串
char duty_buffer[3];//占空比转化为字符串
int frequency=300;//初始频率
u8 duty=50;//初始占空比
u8 mode=2;//初始mode，其中0:set freq 1:set duty 2:ordinary
u32 psc=1400;//分频系数，初始300

void CLEAR(int i)		//显示屏清除某行的多少的函数
{
	int n;
	for(n=0;n='0'&& receive_char[0]<='9')//有输入
		{
			received_freq[i]=receive_char[0]-'0';
		  i++;
		}
		if(receive_char[0]=='*')//确定按键
		{
			frequency=100*received_freq[0]+10*received_freq[1]+received_freq[2];
			if(frequency>500) frequency=500;
			if(frequency<100) frequency=100;
			psc=420000/frequency;
//			TIM_Cmd(TIM1,DISABLE);//原本想用这个函数调整频率，但因不准确作罢
//			TIM_PrescalerConfig(TIM1,psc-1,TIM_PSCReloadMode_Immediate);
//			TIM_Cmd(TIM1,ENABLE);
			TIM1_PWM_Init(psc,400-1);
			delay_ms(50);
			mode=2;
		}
	}
	LED1=1;//设置完成，灯熄灭
	CLEAR(12);
	Gui_DrawFont_GBK16(30,100,BLACK,WHITE,clear);//设置完之后清除提示
}

void set_duty()//设置占空比
{
	u8 i=0;
	u8 receive_char[1],received_duty[3];
	LED1=0;
	Gui_DrawFont_GBK16(30,100,BLACK,WHITE,"Change duty");//提示设置频率状态
	while(mode==1)
	{ 
		receive_char[0]=keyboard_output(0);
		if(receive_char[0]>='0'&& receive_char[0]<='9')//有输入
		{
			received_duty[i]=receive_char[0]-'0';
		  i++;
		}
		if(receive_char[0]=='*')//确定按键
		{
			duty=10*received_duty[0]+received_duty[1];
			if(duty>=100) duty=100;
			if(duty<=0) duty=0;
			mode=2;
		}
	}
	LED1=1;
	CLEAR(12);
	Gui_DrawFont_GBK16(30,100,BLACK,WHITE,clear);//设置完之后清除提示
}
/*******************************************
函数名称:TIM_Init
功    能:时钟设置
具体功能:将时钟1设置成PWM，时钟2设置成中断
参    数:无
返 回 值:无
备    注:时钟1和时钟8为168MHz;时钟2~7为84MHz;
				 包括中断(timer)和PWM(pwm)
********************************************/
void TIM_Init(void)
{
	TIM2_Int_Init(400-1,20-1);//通用定时器，21kHZ
	TIM1_PWM_Init(1400-1,400-1);//100HZ：4200 300HZ：1400 500HZ：840 
}
	
/*******************************************
函数名称:Program_Init
功    能:系统初始化（包括各种初始化的定义）
参    数:无
返 回 值:无
********************************************/
void Program_Init()
{
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2
	TIM_Init();					//初始化定时器（时钟）
	delay_init(168);  	//初始化延时函数
	LED_Init();					//初始化单片机上的LED灯
	GPIO_E2_Init();			//初始化GPIO PE2（控制端口）
	Keyboard_Init();		//初始化矩阵键盘
	{										//初始化TFT_LCD屏幕
		SystemInit();	//System init.
		Lcd_Init();
		LCD_LED_SET;
		TFT_Init_Show();	//初始化显示（固定不变）
	}
}

//主函数
int main(void)
{ 
	char key[1]=' ';
	Program_Init();	//程序初始化，包括各种初始化代码
	while(1) 
	{
		show_fd();
		key[0]=keyboard_output(0);
		Gui_DrawFont_GBK16(10,100,BLACK,WHITE,key);
		if(key[0]=='A')//设置频率
			mode=0;			
		if(key[0]=='B')//设置占空比
			mode=1;
		while(mode==0)
		{
			set_freq();
		}
		while(mode==1)
		{
			set_duty();
		} 
	}
}

void TIM2_IRQHandler(void)//在通用中断中修改占空比
{	
	if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update)==SET)//溢出中断
	{
		TIM_SetCompare1(TIM1,psc*duty/100);//占空比的设置
	}
	TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);  //清除中断标志位
}

4*4矩阵键盘的代码

#include "keyboard.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart1.h"

/*四行输出，四列输入*/
void R_Out_C_Input(void){  
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
 
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOD, ENABLE);//使能GPIOD
 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;				//普通输出模式
    GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;			//开漏输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;	//100MHz
    GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);							//初始化
	
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;				//输入模式
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;				//上拉
    GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);							//初始化	
}
 
/*四列输出，四行输入*/
void C_Out_R_Input(void){  
		GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
 
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOD, ENABLE);	//使能GPIOD
 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;					//普通输出模式
    GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;				//开漏输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;		//100MHz
    GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);								//初始化
	
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;					// 输入模式
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;					// 上拉
    GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);								// 初始化	
}

//初始化Keyboard，即将扫描方式调整成为四行输出，四列输入
void Keyboard_Init(void)
{
	R_Out_C_Input();
}

u8 matrixkey(int mode){
	u8 row = 0;  					// 行号
	u8 column = 0;				// 列号
	static u8 key =1;
	GPIO_Write(GPIOD,0);  // 这里主函数里初始化后，PD0-3输出，PD4-7输入，让PD0-3输出0
	// 按键没有按下的时候，PD4-7读入均为1，按下后对应位为0
	if(key&&((GPIO_ReadInputData(GPIOD)&0xF0)!=0xF0)){
		  delay_ms(10);
		  column =  GPIO_ReadInputData(GPIOD)&0XF0; // 获取列值
		  C_Out_R_Input();													// PD0-3输入，PD4-7输出
		  delay_ms(1);
		  GPIO_Write(GPIOD,0);
		  row = GPIO_ReadInputData(GPIOD)&0X0F;			// 获取行值
		  key = 0;
		  R_Out_C_Input();													// 重新配置成低四位输出，高四位输入。
	}
	if(mode)key = 1;
	if( (GPIO_ReadInputData(GPIOD)&0XF0) == 0XF0){
		delay_ms(10);																// 松手消抖	
		key = 1;
	}
  return row+column;
 
}
/*******************************************
函数名称:keyboard_output
功    能:矩阵键盘检测输出函数
参    数:int mode(应该是连按相关)
返 回 值:char
********************************************/
char keyboard_output(int mode)
{
	char keyboard_out=' ';
	switch(matrixkey(0)){					//将按下按键的值存入keyboard_out
     /*第一行*/
				case 0xee:keyboard_out='1';; break; case 0xde:keyboard_out='2';break;
				case 0xbe:keyboard_out='3';;break; case 0x7e:keyboard_out='A';break; 
 
		/*第二行*/
				case 0xed:keyboard_out='4'; break; case 0xdd:keyboard_out='5';break;
				case 0xbd:keyboard_out='6'; break; case 0x7d:keyboard_out='B';break;  
 
		/*第三行*/
				case 0xeb:keyboard_out='7'; break; case 0xdb:keyboard_out='8';break;
				case 0xbb:keyboard_out='9';break; case 0x7b:keyboard_out='C';break;  
				
    /*第四行*/
				case 0xe7:keyboard_out='*';break; case 0xd7:keyboard_out='0';break;
				case 0xb7:keyboard_out='#';break; case 0x77:keyboard_out='D';break;  
		default: keyboard_out=' ';break;
	       }
	return keyboard_out;
}

对今天的工作总结就到这，继续加油~