STM32 LL库+STM32CubeMX--LED呼吸灯

一、前期准备

1. 硬件：STM32F103C8T6开发板
2. 调试工具：DAPLink(本次使用)或USB-TTL
3. 开发环境：STM32CubeMX、Keil、Vscode(可选)
4. LED：使用PA0(TIM2_CH1)输出PWM，LED的阴极接GND

二、使用定时器中断产生PWM

STM32F103C8T6在72MHz的计数时钟下，可实现最大59.65s的定时。

•  STM32F103C8T6定时器资源：TIM1、TIM2、TIM3、TIM4
• 时基单元：16位预分频器 + 16位计数器 + 16位自动重装载寄存器

计数模式：

1. 向上计数模式(常用)：从0开始累加，到自动重装值触发中断。

2. 向下计数模式：从自动重装值递减，到0触发中断

3. 中央对齐计数模式：从0开始累加，到自动重装载值触发中断，然后递减，到0再次触发中断。常用于电机控制的SVPWM算法中。

TIM输出比较原理：

• OC(Output Compare)：输出比较，输出比较可以通过比较CNT与CCR寄存器值的关系，来对输出电平进行置1、置0或翻转的操作，用于输出一定频率和占空比的PWM波形。每个高级定时器和通用定时器都拥有4个输出比较通道OC1~4。
• CCR(Capture Compare)：捕获比较寄存器

PWM（Pulse Width Modulation）脉冲宽度调制

1. 频率 = 1 / TS，一般在 几kHz~几十kHz。
2. 占空比 = TON / TS
3. 分辨率 = 占空比变化步距，也就是占空比变化的精细程度。一般1%足够使用。

注：定时中断的频率就是PWM波的频率，只不过占空比的变化范围由自动重装载值ARR决定。

输出比较模式：常用PWM模式1

 

2.1 PWM参数计算

• PWM频率： Freq = CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1)
• PWM占空比： Duty = CCR / (ARR + 1)，CCR值可以设置PWM的占空比，因此ARR常设为100-1
• PWM分辨率： Reso = 1 / (ARR + 1)，即PWM的步长

参数说明：

• CK_PSC：时钟源频率，72MHz
• PSC：预分频器寄存器的值
• ARR：自动重装寄存器的值
• CCR：捕获比较寄存器的值

案例1：假如驱动SG90舵机：PWM频率为50Hz，即周期20ms

• PSC = 72-1
• ARR = 20K-1

案例2：输出频率为10K的PWM

1. 先确定ARR的值：ARR = 100-1
2. 再设置PSC的值：PSC = 72-1

2.2 STM32F103C8T6通用定时器输出通道

• 因为涉及到GPIO的复用功能，所以要使用定时器输出PWM时，GPIO的工作模式需要设置为复用推挽输出模式

序号	主功能	默认复用功能
1	PA0	TIM2_CH1
2	PA1	TIM2_CH2
3	PA2	TIM2_CH3
4	PA3	TIM2_CH4
5	PA6	TIM3_CH1
6	PA7	TIM3_CH2
7	PB0	TIM3_CH3
8	PB1	TIM3_CH4
9	PB6	TIM4_CH1
10	PB7	TIM4_CH2
11	PB8	TIM4_CH3
12	PB9	TIM4_CH4

三、STM32CubeMX配置

1.设置RCC：使用外部高速时钟HSE

 2.SYS配置：配置成 SWD协议下载和调试

3. 定时器配置

使用TIM2，输出PWM频率10K

• 设置ARR = 100-1
• 设置PSC = 72-1

TIM2时钟源配置、通道输出配置： GPIO的工作模式会自动被设置为复用推挽输出模式

工作参数设置：PWM模式1

•  ARR：决定PWM的分辨率
• CCR：PWM的占空比

4.时钟树配置：72MHz

 5.导出代码：之后步骤参考之前的就可以了

四、程序编写

// 在TIMX_CH1通道上输出占空比为CompareValue的PWM
__STATIC_INLINE void LL_TIM_OC_SetCompareCH1(TIM_TypeDef *TIMx, uint32_t CompareValue)
{
  WRITE_REG(TIMx->CCR1, CompareValue);
}

 /* USER CODE BEGIN WHILE */
  LL_TIM_EnableAllOutputs(TIM2);
  LL_TIM_EnableCounter(TIM2);                        // 使能计数
  LL_TIM_CC_EnableChannel(TIM2, LL_TIM_CHANNEL_CH1); // 使能输出比较通道
  while (1)
  {
    for (uint16_t i = 0; i <= 100; i++)
    {
      LL_TIM_OC_SetCompareCH1(TIM2, i); // PA0(TIM2_CH1)输出占空比为i的PWM
      LL_mDelay(10);
    }
    for (uint16_t i = 0; i <= 100; i++)
    {
      LL_TIM_OC_SetCompareCH1(TIM2, 100 - i);
      LL_mDelay(10);
    }
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */