STM32单片机—定时器产生PWM波

PWM波概述

• 什么是PWM
  　　PWM简称脉冲宽度调制，即在一个周期内存在不同极性的电平状态。
• PWM频率
  　　是指一秒钟内从高电平时间在到低电平时间，再从低电平跳到高电平的瞬间次数，也就是一秒钟内有多少个PWM的周期。f = T / 1(HZ)
• PWM输出模式
  PWM模式1：
  　　向上计数时，当CNT < CCRx 时，输出有效电平，否则为无效电平； 向下计数时，当CNT > CCRx 时输出为无效电平，否则为有效电平。
  PWM模式2：
  　　向上计数时，一当CNT < CCRx 时，输出无效电平，否则为有效电平； 在向下计数时，一旦 CNT > CCRx 时输出为有效电平，否则为无效电平。
  

定时器产生PWM配置

• 配置时钟（GPIO、TIM、映射等）
• 配置GPIO
• 配置定时器参数
• 配置输出PWM参数

CubeMX配置产生PWM波

• 时钟配置

  1. 采用外部高速晶振
     
  2. 时钟树配置
     

• 定时器配置

  1. 开启定时器
     
  2. PWM波参数设置
     频率、占空比、PWM模式、有效值等参数
     

Hal库产生PWM实现呼吸灯程序设计

//变量定义
uint16_t pwmVal=0;							//调整PWM占空比
uint8_t dir=1;								//设置改变方向  1 渐亮   0 渐灭

HAL_TIM_PWM_Start(&htim4,TIM_CHANNEL_3);	//使能 Timer4 第3通道 PWM 输出

while(1)
{
	HAL_Delay(1);
	if( dir == 1)		//渐亮方向
		pwmVal++;		//逐渐提高占空比
	else				//渐灭方向
		pwmVal--;		//逐渐降低占空比
	
	if(pwmVal > 498)	//超过ARR 改变方向
		dir = 0;
	else if(pwmVal == 0)	
		dir = 1;
	//修改比较值，修改占空比
	__HAL_TIM_SetCompare(&htim4,TIM_CHANNEL_3,pwmVal);
}

固件库PWM波程序配置及实现

• 使能时钟配置

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE)	//初始化GPIOB时钟
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,  ENABLE);	//初始化定时器时钟
  

• GPIO结构体配置

  //GPIO初始化
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;   
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Mode_AF_PP; 
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
  

• 定时器结构体配置

  //定时器初始化	
  TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
  	
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;	//不分频
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =  psc;
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
  TIM_TimeBaseInit( TIM4, &TIM_TimeBaseStructure );	//初始化结构体
  TIM_Cmd( TIM4, ENABLE);		//使能定时器4
  

• 输出比较PWM结构体配置

  //PWM初始化
  TIM_OCInitTypeDef TIM4PWM_InitStructure;
  
  TIM4PWM_InitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;				//定时器模式1
  TIM4PWM_InitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;	//比较模式输出使能
  TIM4PWM_InitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;		//选择有效输出极性
  TIM_OC3Init(TIM4, &TIM4PWM_InitStructure);						//配置PWM通道
  TIM_OC2PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable);				//使能预装载寄存器
  

• PWM初始化Init函数

  void TIM4_Init(u16 psc, u16 arr)			
  {	 
  	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
  	TIM_OCInitTypeDef TIM4PWM_InitStructure;
  
  	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);	//初始化GPIOB时钟
  	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,  ENABLE);	//初始化定时器时钟
  
  	//GPIO初始化
  	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;   
    	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz ; 
    	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
  
  	//定时器初始化	
  	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;	//不分频
  	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =  psc;
  	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;
  	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
  	TIM_TimeBaseInit( TIM4, &TIM_TimeBaseStructure );				//初始化结构体
  	TIM_ITConfig( TIM4, TIM_IT_Update,  ENABLE);					//使能中断 允许更新中断源
  
  	//PWM初始化
    	TIM4PWM_InitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;								//定时器模式1
    	TIM4PWM_InitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;		//比较模式输出使能
    	TIM4PWM_InitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;				//选择有效输出极性
    	TIM_OC3Init(TIM4, &TIM4PWM_InitStructure);												//配置PWM通道
  	TIM_OC2PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable);									//使能预装载寄存器
  
  	TIM_Cmd( TIM4, ENABLE);																//使能定时器4
  }
  

• 主函数程序设计

  //通过PWM波驱动呼吸灯
  //变量定义
  u8 dir = 1;			//方向  1 渐亮  0 渐灭
  u16 pwmVal = 0;		//pwm有效值
  
  //定时器初始化
  TIM4_PWM_Init(72-1,1000-1);
  
  while(1)
  {
  	delay_ms(1);
  	if(dir == 1)
  		pwmVal++;
  	else
  		pwmVal--;
  
  	if(pwmVal == 999 )
  		dir = 0;
  	else if(pwmVal == 0)
  		dir = 1;
  
  	TIM_SetCompare3(TIM4,pwmVal);
  }
  

• 定时器产生PWM常用库函数

  结构体初始化
  void TIM_OCxInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);
  设置比较值的函数
  void TIM_SetCompare1(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare1);
  使能输入比较值预装载
  void TIM_OC1PreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPreload);
  使能自动重装载的预装载寄存器允许位
  void TIM_ARRPreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);
  配置修改极性
  void TIM_OC1PolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPolarity);