代码收藏家技术教程 2023-08-12

STM32脉冲宽度调制（PWM）原理与应用详解

STM32使用PWM（脉冲宽度调制）

一、PWM概述

脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出（1或0）来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。

PWM应用场景如下：

使用PWM信号控制温度。
使用PWM信号控制比例阀的开度。
使用PWM信号控制电机的转速（直流电机 步进电机 伺服电机）
使用PWM信号控制舵机的转向。

占空比：占空比是指在一个脉冲循环内，通电时间（可能是高电平，可能是低电平）相对于总时间所占的比例。

二、STM32的PWM分析

PWM产生框架图如下：

定时器部分是提供PWM周期，如在定时器1MHZ，计1000个数，那么PWM周期：1ms(周期不能过长)

输出极性：程序设置默认输出的电平。当通道有效，则输出默认的设置电平；通道无效，输出与设置的极性相反的电平（设置999为速度最快为高极性，反之为低极性）

PWM 模式 1–– 在递增计数模式下，只要 TIMx_CNT<TIMx_CCR1，通道 1 便为有效状态，否则为无效状态。

在递减计数模式下，只要 TIMx_CNT>TIMx_CCR1，通道 1 便为无效状态（ OC1REF=“0”），否则为有效状态（ OC1REF=“1”）。

PWM 模式 2–– 在递增计数模式下，只要 TIMx_CNT<TIMx_CCR1，通道 1 便为无效状态，否则为有效状态。

在递减计数模式下，只要 TIMx_CNT>TIMx_CCR1，通道 1 便为有效状态，否则为无效状态。

三、PWM产生的流程

（1）使能定时器4和相关IO口时钟。
	PB6----TIM4_CH1
（2）使能定时器4和相关IO口时钟。
	使能定时器4时钟：RCC_APB2PeriphClockCmd();
	使能GPIOB时钟：RCC_AHB2PeriphClockCmd ();
（3）初始化IO口为复用功能输出。
	函数：GPIO_Init();
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_AF_PP;       //复用功能 
（4）初始化定时器：ARR,PSC等：
	TIM_TimeBaseInit();
（5）初始化输出比较参数:
	TIM_OC1Init();
（6）使能预装载寄存器： 
	TIM_OC1PreloadConfig(TIM4, 	TIM_OCPreload_Enable); 
（7）使能自动重装载的预装载寄存器允许位	
	TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);
（8）不断改变比较值CCRx，达到不同的占空比效果：
	TIM_SetCompare1();

示例代码

将这段代码放到你的工程文件中，将GPIO引脚号改为你的LED灯的引脚号，你将看到led灯以呼吸灯的形式闪烁。

void Pwm_init(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
	 TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStruct;
	//使能定时器4和相关IO口时钟。
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
	//初始化IO口为复用功能输出。
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//复用模式
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;//引脚1
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//速率
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
	//初始化定时器：ARR,PSC等：
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period=2000-1;//周期数 计2000个数  在1000000HZ下 20ms 
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler=720-1;//预分频 72HZ/720= 100000HZ
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision=0;//分频因子 一个脉冲记一个数
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//向上计数模式
	TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseInitStruct);
	//初始化输出比较参数:
	TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;//PWM模式1
	TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = 0;//脉冲值
	TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;//高极性
	TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;//使能
	TIM_OC4Init(TIM3,&TIM_OCInitStruct);
	//使能预装载寄存器： 
	TIM_OC4PreloadConfig(TIM3, 	TIM_OCPreload_Enable); 
	//使能自动重装载的预装载寄存器允许位	
	TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}

#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h" 

//主函数
int main(void)
{
	int i;
	//中断优先级分组
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	LED_Init();//初始化LED
	Pwm_Init();//设置定时器3输出PWM
	
	while(1)//呼吸灯
	{
		//从暗到亮
		for(i=1; i<499; i++)//定时器4重装载值为499
		{
			
			TIM_SetCompare1(TIM3,i);//根据i的值设置比较值，调整占空比
			delay_ms(20);//根据实际情况进行调整，方便观察效果
		}
		
		//从亮到暗
		for(i=499; i>0; i--)
		{
			
			TIM_SetCompare1(TIM3,i);
			delay_ms(20);
		}
	}
	return 0;
}