Cortex-A7核PWM实验 ---蜂鸣器、风扇、震动马达
- PWN概念
- PWM硬件电路图
- 如何产生PWM方波
- 捕获/比较寄存器工作原理
- 代码实现
PWN概念
PWM是指脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation），是一种常用的模拟信号转换为数字信号的方法。
1.脉冲：
方波信号，高低电平变化就产生方波信号
2.周期
高低电平变化所需要的时间，就叫做周期，单位:ms
3.频率
周期和频率成倒数关系
1s钟可以产生方波的个数，就叫做频率，单位:HZ
4.占空比
在一个方波内，高电平占整个方波周期的百分比，单位:%
高电平0.3s,低电平0.7s,占空比：30%
5.本次实验使用PWM完成：风扇，蜂鸣器，马达
PWM硬件电路图
如何产生PWM方波
在STM32微控制器中，TIM模块可以通过配置寄存器并使用PWM输出模式来产生PWM信号。
大致步骤如下：
1、在STM32的寄存器中配置TIM模块，包括设置时钟源、分频系数、计数器模式等。
2、使用PWM输出模式（Output Compare），并设置脉冲宽度。这通常需要设置输出比较寄存器（CCR）的值。
3、启动TIM模块，开始产生PWM信号。这通常需要在寄存器中设置启动位。
具体实现如图：
捕获/比较寄存器工作原理
如果想产生PWM方波，需要使用捕获/比较寄存器
1.当定时器启动之后，自动重载计数器中的值，自动加载到递减计数器中
2.递减计时器在CK_CNT(分频之后的值)时钟驱动下进行工作
3.每来一个时钟周期，递减计数器中的值，进行减1的操作
4.减到某一时刻，和捕获/比较寄存器中的值相等之后
5.电平发生翻转，这样产生PWM方波
代码实现
pwm.c
#include "pwm.h"
void hal_beep_init()
{
/*******RCC章节***/
//1.使能GPIOB组控制器 MP_AHB4ENSETR[1] = 1
RCC->MP_AHB4ENSETR |= (0x1 << 1);
//2.使能TIM4组控制器 MP_APB1ENSETR[2] = 1
RCC->MP_APB1ENSETR |= (0x1 << 2);
/*******GPIO章节**/
//1.设置PB6引脚为复用功能模式 MODER[13:12] = 10
GPIOB->MODER &= (~(0x3 << 12));
GPIOB->MODER |= (0x1 << 13);
//2.设置PB6引脚复用功能为TIM4_CH1 AFRL[27:24] = 0010
GPIOB->AFRL &= (~(0xf << 24));
GPIOB->AFRL |= (0x1 << 25);
/*******TIM4章节**/
//1.设置预分频器值209 - 1 PSC[15:0] = 209 - 1
//系统提供的时钟源为209MHZ
TIM4->PSC = 209 - 1;
//2.输出PWM方波频率1000HZ，设置自动重载计数器值 ARR[15:0] = 1000
TIM4->ARR = 1000;
//3.输出PWM方波占空比 CCR1[15:0] = 700
TIM4->CCR1 = 700;
//4.设置TIM4_CH1通道输出PWM方波模式 CCMR1[16][6:4] = 0110
TIM4->CCMR1 &= (~(0x1 << 16));
TIM4->CCMR1 |= (0x7 << 4);
TIM4->CCMR1 &= (~(0x1 << 4));
//5.设置TIM4_CH1通道TIMX_CCR1寄存器使能 CCMR1[3] = 1
TIM4->CCMR1 |= (0x1 << 3);
//6.设置TIM4_CH1通道配置为输出模式 CCMR1[1:0] = 00
TIM4->CCMR1 &= (~(0x3 << 0));
//7.设置TIM4_CH1通道捕获比较寄存器输出极性，默认为高电平
// CCER[3]=0 CCER[1] = 0
TIM4->CCER &= (~(0x1 << 3));
TIM4->CCER &= (~(0x1 << 1));
// 8.设置TIM4_CH1通道捕获比较寄存器输出使能 CCER[0] = 1
TIM4->CCER |= (0x1 << 0);
// 9.设置TIM4_CH1通道自动重载预加载使能 CR1[7] = 1
TIM4->CR1 |= (0x1 << 7);
// 10.设置TIM4_CH1通道计数器为边沿对齐方式 CR1[6:5] = 00
TIM4->CR1 &= (~(0x3 << 5));
// 11.设置TIM4_CH1通道为递减计数方式 CR1[4] = 1
TIM4->CR1 |= (0x1 << 4);
// 12.设置TIM4_CH1通道计数器使能 CR1[0] = 1
TIM4->CR1 |= (0x1 << 0);
}
void hal_fan_init()
{
/*******RCC章节***/
//1.使能GPIOB组控制器 MP_AHB4ENSETR[4] = 1
RCC->MP_AHB4ENSETR |= (0x1 << 4);
//2.使能TIM1组控制器 MP_APB2ENSETR[0] = 1
RCC->MP_APB2ENSETR |= (0x1);
/*******GPIO章节**/
//1.设置PE9引脚为复用功能模式 MODER[19:18] = 10
GPIOE->MODER &= (~(0x3 << 18));
GPIOE->MODER |= (0x1 << 19);
//2.设置PE9引脚复用功能
GPIOE->AFRH &= (~(0xf << 4));
GPIOE->AFRH |= (0x1 << 4);
/*******TIM4章节**/
//1.设置预分频器值209 - 1 PSC[15:0] = 209 - 1
//系统提供的时钟源为209MHZ
TIM1->PSC = 209 - 1;
//2.输出PWM方波频率1000HZ，设置自动重载计数器值 ARR[15:0] = 1000
TIM1->ARR = 1000;
//3.输出PWM方波占空比 CCR1[15:0] = 700
TIM1->CCR1 = 700;
//4.设置TIM1_CH1通道输出PWM方波模式 CCMR1[16][6:4] = 0110
TIM1->CCMR1 &= (~(0x1 << 16));
TIM1->CCMR1 |= (0x7 << 4);
TIM1->CCMR1 &= (~(0x1 << 4));
//5.设置TIM1_CH1通道TIMX_CCR1寄存器使能 CCMR1[3] = 1
TIM1->CCMR1 |= (0x1 << 3);
//6.设置TIM1_CH1通道配置为输出模式 CCMR1[1:0] = 00
TIM1->CCMR1 &= (~(0x3 << 0));
//7.设置TIM4_CH1通道捕获比较寄存器输出极性，默认为高电平
// CCER[3]=0 CCER[1] = 0
TIM1->CCER &= (~(0x1 << 3));
TIM1->CCER &= (~(0x1 << 1));
// 8.设置TIM4_CH1通道捕获比较寄存器输出使能 CCER[0] = 1
TIM1->CCER |= (0x1 << 0);
// 9.设置TIM4_CH1通道自动重载预加载使能 CR1[7] = 1
TIM1->CR1 |= (0x1 << 7);
// 10.设置TIM4_CH1通道计数器为边沿对齐方式 CR1[6:5] = 00
TIM1->CR1 &= (~(0x3 << 5));
// 11.设置TIM4_CH1通道为递减计数方式 CR1[4] = 1
TIM1->CR1 |= (0x1 << 4);
// 12.设置TIM4_CH1通道计数器使能 CR1[0] = 1
TIM1->CR1 |= (0x1 << 0);
// 13.风扇寄存器设置
TIM1->BDTR |= (0x1 << 15);
}
void hal_motor_init()
{
/*******RCC章节***/
RCC->MP_AHB4ENSETR |= (0x1 << 5);
RCC->MP_APB2ENSETR |= (0x1 << 3);
/*******GPIO章节**/
GPIOF->MODER &= (~(0x3 << 12));
GPIOF->MODER |= (0x1 << 13);
GPIOF->AFRL &= (~(0xf << 24));
GPIOF->AFRL |= (0x1 << 24);
/*----PSC------*/
TIM16->PSC &= (~(0xffff));
TIM16->PSC |= (0xD << 4);
/*-----ARR-----*/
// 配置寄存器数值
TIM16->ARR &= (~(0xffff));
TIM16->ARR |= (0x3E8);
/*-----CCR1------*/
TIM16->CCR1 &= (~(0xffff));
TIM16->CCR1 |= (0x384);
/*-----CCMR1-----*/
// 设置为PWM1模式
TIM16->CCMR1 &= (~(0x1 << 16));
TIM16->CCMR1 &= (~(0x7 << 4));
TIM16->CCMR1 |= (0x3 << 5);
// 设置预加载使能
TIM16->CCMR1 |= (0x1 << 3);
// 设置为输出模式
TIM16->CCMR1 &= (~(0x3));
/*-----CCER-----*/
// 设置为输出模式
TIM16->CCER &= (~(0x1 << 3));
// 配置起始状态高电平
TIM16->CCER &= (~(0x1 << 1));
// 配置输出使能
TIM16->CCER |= (0x1);
/*----CR1-----*/
// 使能自动重载计数器预加载
// 边沿对其方式
// 设置递减计数器
TIM16->CR1 |= (0x1 << 7);
// 设置计数器使能
TIM16->CR1 |= (0x1 << 0);
// 马达寄存器设置
TIM16->BDTR |= (0x1 << 15);
}
