stm32学习笔记——PWM波

stm32学习笔记——PWM波

目的：利用通用定时器产生PWM波

配置文件：#include "stm32f10x_gpio.h"

          #include "stm32f10x_rcc.h" 

          #include "stm32f10x_tim.h" 由于程序中没有用到中断，就不必加入msic.h了

寄存器：参阅stm32中文参考手册

结构体定义：

typedef struct

{

  uint16_t TIM_Prescaler;         

 

  uint16_t TIM_CounterMode;       

 

  uint16_t TIM_Period;            

 

  uint16_t TIM_ClockDivision;     

 

  uint8_t TIM_RepetitionCounter;  

} TIM_TimeBaseInitTypeDef

详细介绍参阅定时器1

 

typedef struct

{

  uint16_t TIM_OCMode;     //pwm模式   

 

  uint16_t TIM_OutputState;   //比较输出状态

 

  uint16_t TIM_OutputNState;  //

 

  uint16_t TIM_Pulse;         //设置CCRx的值

 

  uint16_t TIM_OCPolarity;   //设置PWM的极性

 

  uint16_t TIM_OCNPolarity;   

 

  uint16_t TIM_OCIdleState;   

 

  uint16_t TIM_OCNIdleState;  

} TIM_OCInitTypeDef;

 

其中pwm模式有宏定义如下：

#define TIM_OCMode_Timing                  ((uint16_t)0x0000)

#define TIM_OCMode_Active                  ((uint16_t)0x0010)

#define TIM_OCMode_Inactive                ((uint16_t)0x0020)

#define TIM_OCMode_Toggle                  ((uint16_t)0x0030)

#define TIM_OCMode_PWM1                    ((uint16_t)0x0060)

#define TIM_OCMode_PWM2                    ((uint16_t)0x0070)

 

比较输出状态有宏定义如下：

#define TIM_OutputState_Disable            ((uint16_t)0x0000)

#define TIM_OutputState_Enable             ((uint16_t)0x0001)

 

输出极性有宏定义如下：

#define TIM_OCPolarity_High                ((uint16_t)0x0000)

#define TIM_OCPolarity_Low                 ((uint16_t)0x0002)

 

库函数：

 

TIM_OC1Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct) 初始化TIM_OCInitTypeDef;结构体函数，参数：定时器号，TIM_OCInitTypeDef;结构体定义变量

 

TIM_OC1PreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPreload)

TIM_OC2PreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPreload)，TIM_OC3PreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPreload)

TIM_OC4PreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPreload)

使能对应的PWM输出通道，参数，定时器号，预装使能，其中预装使能有宏定义如下：

#define TIM_OCPreload_Enable               ((uint16_t)0x0008)

#define TIM_OCPreload_Disable              ((uint16_t)0x0000)

 

TIM_ARRPreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState)使能ARR预装，参数：定时器号，使能与否。

 

TIM_Cmd(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState) 定时器使能，见定时器1.

 

程序代码分析：（程序出自FIRE）

Main.c中：

int main(void)

{

TIM3_PWM_Init(); //直接初始化，进入大循环

while (1)

{

}

}

 

配置文件中：

  */

static void TIM3_GPIO_Config(void)   //gpio配置，这里需要注意TM3对应的是那几个输出口，需要在引脚图上查阅，并选用的是复用推挽输出模式。这里PA6 PA7 PB0 PB1分别是对应的TM3的四个输出通道。

{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //开定时器时钟

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //开GPIO时钟

 

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出    

  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

 

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;

  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

}

 

static void TIM3_Mode_Config(void)

{

TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;

TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;

 

  u16 CCR1_Val = 500;        //预设CCRx的值

  u16 CCR2_Val = 375;

  u16 CCR3_Val = 250;

  u16 CCR4_Val = 125;

 

/* ----------------------------------------------------------------------- 

    TIM3 Channel1 duty cycle = (TIM3_CCR1/ TIM3_ARR+1)* 100% = 50%

    TIM3 Channel2 duty cycle = (TIM3_CCR2/ TIM3_ARR+1)* 100% = 37.5%

    TIM3 Channel3 duty cycle = (TIM3_CCR3/ TIM3_ARR+1)* 100% = 25%

    TIM3 Channel4 duty cycle = (TIM3_CCR4/ TIM3_ARR+1)* 100% = 12.5%

  ----------------------------------------------------------------------- */

//先配置好时基

 

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 999;     //设定周期指999

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;    //预分频设为0,72MHz直接给到定时器 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1 ;   TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);

 

  /* 配置PWM输出通道1 */

  TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //选定pwm模式1    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //使能输出

  TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR1_Val;    //装在CCRx的值  TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;   //选定极性

TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); //初始化

  TIM_OC1PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);//使能通道1

 

接下来的四个通道配置完全一样

 

  /* PWM1 Mode configuration: Channel2 */

  TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;

  TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR2_Val;   

  TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);   

  TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);

 

  /* PWM1 Mode configuration: Channel3 */

  TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;

  TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR3_Val;   

TIM_OC3Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);  

  TIM_OC3PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);

 

  /* PWM1 Mode configuration: Channel4 */

  TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;

  TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR4_Val;

  TIM_OC4Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);

  TIM_OC4PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);

  TIM_ARRPreloadConfig(TIM3, ENABLE);  // 使能装在ARR的值

 

  TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);                  

 

void TIM3_PWM_Init(void) //将两个初始化函数封装入一个函数当中

{

TIM3_GPIO_Config();

TIM3_Mode_Config();

}

 

Pwm产生的基本原理是，定时器从0开始按照时基计数，一直计数到ARR预装的值而后清零重新计数。此过程中如果计数器的值达到了CCRx的值，那么IO口输出就会取反。这样就完成了pwm的输出。其中周期计算公式类似于时基的计算，占空比有如下公式：

占空比 = TIMx_CCR/(TIMx_ARR +1)

由此看出，调节CCRx的值即可调节占空比。

PWM在控制直流电机转速和调节舵机中有着重要应用。

 

另外，pwm两种模式有一些不同，pwm1向上计数时，没有达到CCRx预设值时，输出为有效电平，否则输出无效电平。向下计数时相反。PWM2模式与之整个相反。其中电平有效无效不是指高低，而是需要在极性之中设定。