一:PWM介绍
PWM 是 Pulse Width Modulation 的缩写,中文意思就是脉冲宽度调制,简 称脉宽调制。它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,其控制简单、灵活和动态响应好等优点而成为电力电子技术最广泛应 用的控制方式,其应用领域包括测量,通信,功率控制与变换,电动机控制、伺 服控制、调光、开关电源,甚至某些音频放大器,因此学习 PWM 具有十分重要的 现实意义。
二:PWM输出配置步骤
STM32F1 除了基本定时器 TIM6 和 TIM7,其他定时器都可以产生 PWM 输出。
其中高级定时器 TIM1 和 TIM8 可以同时产生多达 7 路的 PWM 输出。
而通用定 时器也能同时产生多达 4 路的 PWM 输出,这些在定时器中断章节中已经介绍 过。
(1)使能定时器及端口时钟,并设置引脚复用器映射
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);//使能 TIM3 时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
最后还要记得将 PA7 管脚模式配置为复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出
(2)初始化定时器参数,包含自动重装值,分频系数,计数方式等
要使用定时器功能,必须对定时器内相关参数初始化,其库函数如下:
voidTIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef*TIMx,TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseI nitStruct);
这个在定时器中断章节就已经介绍
// 第二步 初始化定时器参数包含自动重装值,分频系数,计数方式等
TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = per; // 自动从装载值设置
TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = psc; // 预分频该设置
TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; // 时钟分频 不分频
TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上模式
TIM_TimeBaseInit(TIM4,&TIM_TimeBaseInitStruct);
(3)初始化 PWM 输出参数,包含 PWM 模式、输出极性、使能等
void TIM_OC2Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct)
主要用到的是 比较输出模式、 比较输出使能、 脉冲宽度、输出极性
(4)开启定时器
void TIM_Cmd(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState)
第一个参数是用来选择定时器。
第二个参数是用来使能或者失能定时器,也就是开启或者关闭定时器功能。
同样可以选择 ENABLE 和 DISABLE
TIM_Cmd(TIM3,ENABLE); //开启定时
(5)修改 TIMx_CCRx 的值控制占空比
其实经过前面几个步骤的配置,PWM 已经开始输出了,
只是占空比和频率是 固定的,例如本章要实现呼吸灯效果,
那么就需要调节 TIM3 通道 2 的占空比,
通过修改 TIM3_CCR2 值控制。调节占空比函数是:
void TIM_SetCompare2(TIM_TypeDef* TIMx, uint32_t Compare1);
(6)使能 TIMx 在 CCRx 上的预装载寄存器
使能输出比较预装载库函数是: void TIM_OCxPreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx,uint16_tTIM_OCPreload); 第一个参数用于选择定时器, 第二个参数用于选择使能还是失能输出比较预 装载寄存器, 可选择为 TIM_OCPreload_Enable、TIM_OCPreload_Disable
(7)使能 TIMx 在 ARR 上的预装载寄存器允许位
使能 TIMx 在 ARR 上的预装载寄存器允许位库函数是:
void TIM_ARRPreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalStateNewState);
第一个参数用于选择定时器,
第二个参数用于选择使能还是失能。
将以上几步全部配置好后,我们就可以控制通用定时器相应的通道输出 PWM 波形了,
这里要特别提醒下,虽然高级定时器和通用定时器类似,
但是高级定时 器要想输出 PWM 波形,
必须要设置一个 MOE 位(TIMx_BDTR 的第 15 位),以使 能主输出,否则不会输出 PWM。
高级定时器特殊函数
库函数设置的函数为:
void TIM_CtrlPWMOutputs(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalStateNewState);
三:案例 PWM波控制LED:
#include "pwm.h"
void TIM3_CH2_PWM_Init(u16 per,u16 psc)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//定义结构体变量
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStruct;
// 第1步:(1)使能定时器及端口时钟,并设置引脚复用器映射
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);//使能TIM3时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); // GPIOA 使能
// GPIOA 初始化设置
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_7; //选择你要设置的IO口
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP; //复用的推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; //设置传输速率
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); /* 初始化GPIO */
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_7);
// 第2步:(2)初始化定时器参数,包含自动重装值,分频系数,计数方式等
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=per; //自动装载值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=psc; //分频系数
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //设置向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseInitStructure);
// 第3步(3)初始化 PWM 输出参数,包含 PWM 模式、输出极性、使能等
TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; // PWM1模式
TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; //输出极性
TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; // 使能
TIM_OC2Init(TIM3,&TIM_OCInitStruct);
// 第5步 (5)修改 TIMx_CCRx 的值控制占空比
// 等使用的时候调用 void TIM_SetCompare2(TIM_TypeDef* TIMx, uint32_t Compare1);
// 第6步(6)使能 TIMx 在 CCRx 上的预装载寄存器
TIM_OC2PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);
// 第7步(7)使能 TIMx 在 ARR 上的预装载寄存器允许位
TIM_ARRPreloadConfig(TIM3,ENABLE);
// 第4步(4)开启定时器
TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
}
控制main.c
#include "system.h"
#include "SysTick.h"
#include "led.h"
#include "pwm.h"
int main()
{
u8 i=0;
u16 j = 0;
u8 fx = 0;
SysTick_Init(72);
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
LED_Init();
TIM3_CH2_PWM_Init(500,72-1);//频率是 2Kh
while(1)
{
if(fx==0)
{
j++;
if(j>=300)fx=1;
}
else
{
j--;
if(j==0)fx=0;
}
TIM_SetCompare2(TIM3,j);
i++;
if(i%10==0)
LED0=!LED0;
delay_ms(10);
}
}