STM32F103RCT6开发板M3单片机教程07-TIMER1CH1输出 PWM做LED呼吸灯

概述

本教程使用是（光明谷SUN_STM32mini开发板）

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详细参阅
[推荐]STM32F103RCT6开发板M3单片机最小系统板学习板带USB JTAG...

资料下载

STM32F103RCT6_SDK开发资料应用手册下载

书接上回：
上回我们用Timer2做了一个定时中断，让LED灯闪烁(STM32F103RCT6开发板M3单片机教程06--定时器中断 .. )

这回我们用Timer1的CH1 输出PWM做呼吸灯参看原理图（详细到 STM32F103RCT6_SDK开发资料应用手册下载）

程序设计

何为呼吸灯?

慢慢变亮又慢慢变暗到灭，如此往复循环灯为呼吸灯也。

硬件解读

上回书得知PA8连接LED阴极，低电平点亮。
参考STM32F103RCT6数据手册，发现PA8是Timer1的CH1，可以输出PWM

上回有云：
大容量的STM32F103xx增强型系列产品包含最多2个高级控制定时器、 4个普通定时器和2个基本定时器，以及2个看门狗定时器和1个系统嘀嗒定时器。
下表比较了高级控制定时器、普通定时器和基本定时器的功能：

高级控制定时器(TIM1和TIM8)

两个高级控制定时器(TIM1和TIM8)可以被看成是分配到6个通道的三相PWM发生器，它具有带死区插入的互补PWM输出，还可以被当成完整的通用定时器。四个独立的通道可以用于：
● 输入捕获
● 输出比较
● 产生PWM(边缘或中心对齐模式)
● 单脉冲输出
配置为16位标准定时器时，它与TIMx定时器具有相同的功能。配置为16位PWM发生器时，它具有全调制能力(0~100%)。
在调试模式下，计数器可以被冻结，同时PWM输出被禁止，从而切断由这些输出所控制的开关。
很多功能都与标准的TIM定时器相同，内部结构也相同，因此高级控制定时器可以通过定时器链接功能与TIM定时器协同操作，提供同步或事件链接功能。

程序流程

1、系统初始化（RCC, GPIO)
2、设定初始LED亮度为0，亮度递增
3、高度到100%(全亮时），亮度递减
返回第2步

开发码码

复制上节的工程源，更改文件夹名

GPIO配置--PWM输出模式

修改BSP下Led.c, LED_GPIO_Config函数
更改主GPIO输出模式
原：// GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //设置引脚工作模式为通用推挽输出
改：GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //PWMout

/*******************************************************************************
* 函数名  : LED_GPIO_Config
* 描述    : LED IO配置
* 输入    : 无
* 输出    : 无
* 返回    : 无
* 说明    : LED(1~4)的IO口分别是:PB5,PB6,PB7,PB8
*******************************************************************************/
void LED_GPIO_Config(void)
{
        GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;                                //定义一个GPIO_InitTypeDef类型的GPIO初始化结构体
        
        RCC_APB2PeriphClockCmd(LED_RCC, ENABLE);                        //使能GPIOB的外设时钟        
        
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED_ALL;                                //选择要初始化的GPIOB引脚(PA5,PA6,PA7,PA8)
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;     //PWMout
//        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;        //设置引脚工作模式为通用推挽输出                 
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;        //设置引脚输出最大速率为50MHz
        GPIO_Init(LED_PORT, &GPIO_InitStructure);                        //调用库函数中的GPIO初始化函数，初始化GPIOB中的PA5,PA6,PA7,PA8引脚
   

        LED_ALL_OFF();                                                                                //关闭ALL_LED                                          
}

定时器配置--PWM模式

修改main.c, 原Timer2定时函数，修改通用Timer_Init_Config定时中断配置函数（这个也可以不修改不影响功能，为了让源码更接近实际项目代码，提高代码可用性，可移植性，所以这样修改）一般来说TimerPeriod越大越好越定时越精确，但不能超过16bits 最大数65535。

/*******************************************************************************
* 函数名  : Timer_Init_Config
* 描述    : Timer初始化配置
* 输入    : TIM_TypeDef* TIMx 定时器名 TIM1~8
            uint16_t fre_hz 定时器　中断 频率
* 输出    : 无
* 返回    : 无
* 说明    : 无
*******************************************************************************/
void Timer_Init_Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t fre_hz)
{
        TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
        NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
        uint16_t TimerPeriod = 0;
    uint16_t TimerPrescaler = 71; //1Mhz Timer Conter frequency
   
    /* Compute the value to be set in ARR regiter to generate signal frequency at Fre_hz */
        TimerPeriod = (SystemCoreClock / fre_hz /( TimerPrescaler +1)) - 1;
        TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = TimerPeriod; //4999;                                        //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值(计数到5000为500ms)
        TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = TimerPrescaler; //7199;                                        //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值(10KHz的计数频率) 71
        TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;                //设置时钟分割:TDTS = TIM_CKD_DIV1
        TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;        //TIM向上计数模式
        TIM_TimeBaseInit(TIMx, &TIM_TimeBaseStructure);                                //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位

        /*中断优先级NVIC设置*/
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;                                //TIM2中断
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;        //先占优先级1级
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;                        //从优先级1级
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                                //使能IRQ通道
        NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);                                                         //初始化NVIC寄存器
         
        TIM_ITConfig(TIMx, TIM_IT_Update, ENABLE );                                 //使能TIMx指定的中断
        
        TIM_Cmd(TIMx, ENABLE);                                                                          //使能TIMx外设
}

修改main函数

/*******************************************************************************
* 函数名  : main
* 描述    : 主函数，用户程序从main函数开始运行
* 输入    : 无
* 输出    : 无
* 返回值  : int:返回值为一个16位整形数
* 说明    : 无
*******************************************************************************/
int main(void)
{
    u8 keyVal;
    RCC_Configuration();
    SysTick_Init_Config();
        USART1_Init_Config(115200);//USART1初始化配置
    LED_GPIO_Config();
    Key_GPIO_Config();
   
    printf ("*===================================================*\n");
    printf ("*  *  Name: Sun STM32 mini Demo Code.    *************\n");
    printf ("*  * (C) Sunshine Silicon Corporation    *************\n");
    printf ("*  *  Website: http://www.sunsili.com    *************\n");
    printf ("*  *   E-Mail : fan@sunsili.com          *************\n");
    printf ("*===================================================*\n");
    printf ("* Sun STM32 mini PWM  Demo code .*\n");
   
    lum = 0;    //Start luminance 0
    flag = 1;   //Up count in
    Timer_Ch1_pwm_init(TIM1, 10000, lum);
    Timer_Init_Config(TIM2, 100);        //Timer2初始化配置 100Hz 中断频率　10ms中断一次
   
        while (1)
        {
        if(tim2_tick)
        {
            tim2_tick = 0;
            if(flag)
            {
               if(++lum >= 100)
               {
                   flag = 0;    //Down count in
               }
//               LED4_ON();
            }
            else
            {               
                if(!lum)
                {
                    flag = 1;
                }
                else
                {
                    lum--;
                }
//                LED4_OFF();
            }
            TIM_OC1_set_Pulse(TIM1, 10000, 100-lum);
        }
}

增加：

/*******************************************************************************
* 函数名  : Timer_Ch1_pwminit
* 描述    : 定时器 Ch1 pwm 初始化
* 输入    : TIM_TypeDef* TIMx  定时器名 TIM1~8
            uint16_t fre_hz PWM 频率
            uint16_t dty　占空比 0-100
* 输出    : 无
* 返回    : 无
* 说明    : 无
*******************************************************************************/
void Timer_Ch1_pwm_init(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t fre_hz, uint16_t dty)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
    uint16_t TimerPeriod = 0;
    uint16_t Channel1Pulse = 0;
   
    /* TIM1 Configuration ---------------------------------------------------
   Generate 7 PWM signals with 4 different duty cycles:
   TIM1CLK = SystemCoreClock, Prescaler = 0, TIM1 counter clock = SystemCoreClock
   SystemCoreClock is set to 72 MHz for Low-density, Medium-density, High-density
   and Connectivity line devices and to 24 MHz for Low-Density Value line and
   Medium-Density Value line devices
   
   The objective is to generate 7 PWM signal at 17.57 KHz:
     - TIM1_Period = (SystemCoreClock / 17570) - 1
   The channel 1 and channel 1N duty cycle is set to 50%
   The channel 2 and channel 2N duty cycle is set to 37.5%
   The channel 3 and channel 3N duty cycle is set to 25%
   The channel 4 duty cycle is set to 12.5%
   The Timer pulse is calculated as follows:
     - ChannelxPulse = DutyCycle * (TIM1_Period - 1) / 100
  ----------------------------------------------------------------------- */
  /* Compute the value to be set in ARR regiter to generate signal frequency at Fre_hz */
  TimerPeriod = (SystemCoreClock / fre_hz ) - 1;
  /* Compute CCR1 value to generate a duty cycle at duty for channel 1 and 1N */
  Channel1Pulse = (uint16_t) (((uint32_t) dty * (TimerPeriod - 1)) / 100);
  /* Compute CCR2 value to generate a duty cycle at 37.5%  for channel 2 and 2N */
//  Channel2Pulse = (uint16_t) (((uint32_t) 375 * (TimerPeriod - 1)) / 1000);
  /* Compute CCR3 value to generate a duty cycle at 25%  for channel 3 and 3N */
//  Channel3Pulse = (uint16_t) (((uint32_t) 25 * (TimerPeriod - 1)) / 100);
  /* Compute CCR4 value to generate a duty cycle at 12.5%  for channel 4 */
//  Channel4Pulse = (uint16_t) (((uint32_t) 125 * (TimerPeriod- 1)) / 1000);

  /* Time Base configuration */
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = TimerPeriod;
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;

  TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure);

  /* Channel 1, 2,3 and 4 Configuration in PWM mode */
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;
  TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
  TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable;
  TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = Channel1Pulse;
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High;
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Set;
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState = TIM_OCIdleState_Reset;

  TIM_OC1Init(TIMx, &TIM_OCInitStructure);
  
  /* TIM1 counter enable */
  TIM_Cmd(TIMx, ENABLE);

  /* TIM1 Main Output Enable */
  TIM_CtrlPWMOutputs(TIMx, ENABLE);

}


/*******************************************************************************
* 函数名  : TIM_OC1_set_Pulse
* 描述    : 定时器 Ch1 pwm　脉冲相关设置
* 输入    : TIM_TypeDef* TIMx  定时器名 TIM1~8
            uint16_t prd  PWD周期
            uint16_t dty　占空比 0-100
* 输出    : 无
* 返回    : 无
* 说明    : 无
*******************************************************************************/
void TIM_OC1_set_Pulse(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t fre_hz, uint16_t dty)
{
    uint16_t Channel1Pulse = 0;
    uint16_t TimerPeriod = 0;
   
     /* Compute the value to be set in ARR regiter to generate signal frequency at Fre_hz */
    TimerPeriod = (SystemCoreClock / fre_hz ) - 1;
    /* Compute CCR1 value to generate a duty cycle at duty for channel 1 and 1N */
    Channel1Pulse = (uint16_t) (((uint32_t) dty * (TimerPeriod - 1)) / 100);
    /* Set the Capture Compare Register value */
    TIMx->CCR1 = Channel1Pulse;
}

修改：RCC_Configuration函数

/*******************************************************************************
* 函数名  : RCC_Configuration
* 描述    : 设置系统时钟为72MHZ(这个可以根据需要改)
* 输入    : 无
* 输出    : 无
* 返回值  : 无
* 说明    : STM32F107x和STM32F105x系列MCU与STM32F103x系列MCU时钟配置有所不同
*******************************************************************************/
void RCC_Configuration(void)
{
  ErrorStatus HSEStartUpStatus;               //外部高速时钟(HSE)的工作状态变量
  
  RCC_DeInit();                               //将所有与时钟相关的寄存器设置为默认值
  RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);                  //启动外部高速时钟HSE
  HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp(); //等待外部高速时钟(HSE)稳定

  if(SUCCESS == HSEStartUpStatus)             //如果外部高速时钟已经稳定
  {
    /* Enable Prefetch Buffer */
    FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable); //Flash设置
    /* Flash 2 wait state */
    FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
   
  
    RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1); //设置AHB时钟等于系统时钟(1分频)/72MHZ
    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);  //设置APB2时钟和HCLK时钟相等/72MHz(最大为72MHz)
    RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);  //设置APB1时钟是HCLK时钟的2分频/36MHz(最大为36MHz)
   
    RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9); //PLLCLK = 8MHz * 9 = 72 MHz


    RCC_PLLCmd(ENABLE); //使能PLL
    while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET); //等待PLL稳定

    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);          //设置系统时钟的时钟源为PLL

    while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);               //检查系统的时钟源是否是PLL
    RCC_ClockSecuritySystemCmd(ENABLE);                 //使能系统安全时钟
   
    /* TIM1 GPIOx clock enable */
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1 | RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_GPIOD | RCC_APB2Periph_GPIOE | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
    /* TIM2 clock enable */
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
  }
}