代码收藏家技术教程 2023-06-12

STM32基于PWM技术实现LED亮度调节

原理及代码讲解

1.序言

这里我以stm32F103c8te为例，讲解一下pwm如何输出，
pwm又是如何控制led灯的亮度变化，以及具体代码又是
如何是实现的。最后结语中也给出了一个小练习。

2.频率

首先我们搞清楚一个概念什么是频率。比如我们stm32F103的系统频率是72M
就是指1秒钟能产生的72M的脉冲（高电平或者低电平）次数。
而对于定时器的时钟频率，就是指定时器1秒钟产生的脉冲（低电平或者高电平）的次数。
所以频率越高，led灯就不容易闪烁（速度够快，肉眼察觉不到，感觉是一直亮着）。

3.占空比

什么是占空比？就是在一个周期内，高电平所占时间的比例。
比如周期是一秒，有600ms是高电平，400ms是低电平。
则占空比是60%(下图)，而这个占空比起什么作用呢？
与频率有什么区别？就拿上述占空比举例，
如：高电平电压位3.3V 占空比是60%则平均电压是3.3乘于60%=1.96V。
可以用万用表测量。所以占空比实际上是影响输出电压大小的。
led灯的输入电压变小(电压不足)，led灯自然就没那么亮了。
所以就在一定周期内，占空比越大，引脚输出的电压就越大。

4.控制led亮度变化原理

有了上述二个概念，我们就能知道在一定频率下，修改占空比就能实现led亮度变化。

5.代码实例

这里我使用的是stm32F103c8T6定时器1的通道1,输出引脚为PA8。
这里我们用PA8输出PWM波控制led灯亮度变化。
如果是其他开发板,查询相关开发板原理图，找到对应的PWM输出引脚

5.1 初始化引脚

这里我使用的是c8t6的的通道1为PA8引脚。这里配置为复用推挽输出

#define ARR 900-1
#define CCR 300
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE);  
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
//设置该引脚为复用输出功能,输出TIM1 CH1的PWM脉冲波形
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; //TIM_CH1
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);

5.2 配置定时器1

配置为80khz,向上计数。

    // 使能定时器1
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);
TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
 //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
//72M/900=80KHZ，其实就是频率
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = ARR; //设置为900-1
//设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值，不分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; 	
//设置时钟分割:不分割
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; 
//TIM向上计数模式
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  
TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure);

5.3配置输出PWM

配置输出占空比为1/3的pwm波

TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
/*选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式1
PWM1 其实就是计数值小于CCR的值就输出有效电平,
下面第四句话设置了有效电平是高电平
所以小于CCR的值就输出高电平.*/
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
//设置待装入捕获比较寄存器的脉冲值
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; 
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性:TIM输出比较极性高
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR;//设置CCR的值为300
//所以占空比为CCR/ARR= 300/900=1/3 电压就是3.3 乘于 1/3=1.1V
    
//根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化外设TIM1通道1
TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure); 
TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1,ENABLE);	//MOE 主输出使能	
TIM_OC1PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);  //CH1预装载使能	 
TIM_ARRPreloadConfig(TIM1, ENABLE); //使能TIMx在ARR上的预装载寄存器
TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);  //使能TIM1
//我们可以通过 TIM_SetCompare1(TIM1,CCR);重新设置CCR的大小改变占空比
}