新手必看!!附源码!!STM32通用定时器-比较输出PWM

news2024/9/25 19:22:52

一、什么是PWM?

PWM（脉冲宽度调制）是一种用于控制电子设备的技术。它通过调整信号的脉冲宽度来控制电压的平均值。PWM常用于调节电机速度、控制LED亮度、产生模拟信号等应用。

二、PWM的原理

PWM的基本原理是通过以一定频率产生的脉冲信号，通过调整脉冲的宽度（占空比）来模拟电压的不同电平。占空比是指脉冲高电平的时间占整个周期的比例。通过调整占空比，可以在输出端产生不同的电平，从而实现对电机、LED等设备的精确控制。

例如，对于一个50%占空比的PWM信号，脉冲的高电平时间占整个周期的一半，这将导致输出电平的平均值为一半的电压。通过调整占空比，你可以在0%到100%的范围内控制输出电平的变化。

三、PWM模式以及输出PWM原理

ARR: 自动重装载寄存器的值。
CCRx: 捕获/比较寄存器的值。

PWM波周期或频率由ARR决定,PWM波占空比由CCRx决定

(1)PWM模式1
在向上计数时，一旦CNT<CCRx 时输出为有效电平，否则为无效电平。
在向下计数时，一旦CNT>CCRx 时输出为无效电平，否则为有效电平。

如：
在这里插入图片描述
当CNT < CCRx，IO输出1。
当CNT >= CCRx，IO输出0。

在这里插入图片描述
当CNT <=CCRx，IO输出1。
当CNT > CCRx，IO输出0。

(2)PWM模式2
在向上计数时，一旦CNT>CCRx 时输出为有效电平，否则为无效电平。
在向下计数时，一旦CNT<CCRx 时输出为无效电平，否则为有效电平。
如：
在这里插入图片描述当CNT < CCRx，IO输出0。
当CNT >= CCRx，IO输出1。

当CNT <= CCRx，IO输出0。
当CNT > CCRx，IO输出1。

四、PWM极性设置

当极性为高 (TIM_OCPolarity_High) 时，不进行反相。即按pwm模式正常的去进行比较与输出。
当极性为低 (TIM_OCPolarity_Low) 时，输出通道在比较匹配时为低电平，相当于对输出信号进行反相。

如：pwm模式1向上计数。
设置高极性：当CNT < CCRx，IO输出1。当CNT >= CCRx，IO输出0。
设置低极性：当CNT < CCRx，IO输出0。当CNT >= CCRx，IO输出1。

五、配置PWM输出实验步骤

实验内容：将PC6复用为TIM3通道1，用于输出pwm。注：stm32的pwm输出引脚是使用的IO口的复用功能。

在这里插入图片描述

（1）具体代码1–寄存器：

    void PWM_Init_TIM3_CH1(u16 ccr)
{
	//1.初始化PC6引脚
	RCC->AHB1ENR |=(0x01 <<2); //开启GPIOC的时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);  //开启AFIO时钟
	AFIO->MAPR |=(0x03 <<10); //定时器3 完全重映射
	
    GPIOC->CRL &= 0XF0FFFFFF;//PC6清0
    GPIOA->CRL |= 0X0B000000;//复用功能输出(推挽50MHz输出)
      	
	//2.初始化基本定时器配置
	RCC->APB1ENR |= 1 << 1;      //使能TIM3时钟 
	TIM3->SMCR &=~(0x07 << 0);   //选择内部时钟源
	TIM3->CR1 &=~(0x03<<5);  //边沿对齐
	TIM3->CR1 &=~(0X01<<4); //设置为向上计数模式
	TIM3->CR1 |=(0x01 <<7);   //有影子，缓冲。
	
	TIM3->ARR = 99;//设定计数器主动重装值(决定PWM的频率)
	TIM3->PSC = 7199;//预分频器 0为不分频  
	
	//3.初始化输出通道
	TIM3->CCR1 =ccr;   //写入比较值
	TIM3->CCMR1 &=~(0x03 << 0) ;    //通道配置为输出功能
	TIM3->CCMR1 |=(0x01 << 3);    //有影子
	TIM3->CCMR1 &=~(0x01 <<7);    //OC1Ref不受ETRF输入影响。
	TIM3->CCMR1 &= ~（0x07 <<4）; 
	TIM3->CCMR1 |=(0x06 <<4); //PWM模式1
	
	TIM3->CCER &=~(0x01 <<1); //实际波形=参考波形。 不反相
	TIM3->CCER  |= (0x01 << 0);//输入/捕获1输出使能
	TIM3->EGR |=(0x01 <<0); //产生更新事件，将上面配置更新到影子寄存器
	TIM3->CR1 |= (0X01 << 0);//使能定时器3    
}

主函数：

int main()
{
  //pwm范围为0-ARR。 高低电平随着pwm模式不同而不同。
  //如比较值为90，pwm模式1向上计数，低于比较值90时，为高电平。
   PWM_Init_TIM3_CH1(90);  
   while(1)
  {
  
   }

}

（2）具体代码2–库函数

void TIM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
{      
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	TIM_TimeBaseInitTypeDef  qjl;//初始化定时器
	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitsture;//设置定时器的pwm模式
	
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); 
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE); 
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6; 
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;	
	
	GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);     
	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_FullRemap_TIM3,ENABLE);
	
	qjl.TIM_Period = arr;    //设置自动重装载寄存器周期的值   ARR 
	qjl.TIM_Prescaler =psc;  //设置时钟频率除数的预分频值  
	qjl.TIM_ClockDivision =TIM_CKD_DIV1;  
	qjl.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计数
	TIM_TimeBaseInit(TIM3,&qjl);
	
	TIM_OCInitsture.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM2;
	TIM_OCInitsture.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;
	TIM_OCInitsture.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;
	
	TIM_OC1Init(TIM3,&TIM_OCInitsture);
	TIM_OC1PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);
	
	TIM_OC2Init(TIM3,&TIM_OCInitsture);
	TIM_OC2PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);	
	TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);		
}

主函数：

u16 dir=1;
u16 ledpwm=100;
int main(void)
{
	
    led_int();
	delay_init(); //延时函数初始化
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); // 设 置 NVIC 中 断 分 组 2
    TIM3_PWM_Init(899,0);
    uart1_init(115200);
	while(1)
	{	 
		delay_ms(2);
		 if(dir)
		 {
			 ledpwm++;
		 }
		 else
		 {		 
			 ledpwm--;
		 }
		 if(ledpwm>900)
			  dir=0;
		 if(ledpwm==0)
			  dir=1; 
		 TIM_SetCompare1(TIM3,ledpwm);
	}
 }