代码收藏家 STM32-HAL-定时器(无源蜂鸣器的驱动)
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一、蜂鸣器的介绍
有源蜂鸣器：
有源蜂鸣器内部有一个发声电路,也就是“源”（震荡源，与无源蜂鸣器的区别），只要通电就可以响。
无源蜂鸣器：
无源蜂鸣器相当于扬声器，无源蜂鸣器直接接直流电，只在刚接触和离开的时候发声（利用电磁感应现象，通电、断电时推动振膜发声），一般使用方波信号源驱动发声。
二、常用的无源蜂鸣器的电路
1、从电路图中可以看出，蜂鸣器的驱动源来自单片机的定时器4的通道2产生的PWM方波
2、其中添加了IN4148二极管为的是再使用方波信号源驱动时，防止突然断电产生的高压反向电动势击穿其他的原件以及使用寿命的缩短。
3、其中使用的SS8085三极管作为开关器件使用，当基极电压为高电平时，三极管处于饱和状态，电路通电。
三、测试准备
STM32F407VGT6的网络开发板(其他也可)windows系统并安装Cubemx和Keil MDK的电脑四、初始化片上外设
4.1 初始化定时器4的通道2为PWM输出模式
设置定时器4的Clock Source 为 Internal Clock
【重要】查看开发板的板载晶振的频率（根据自己的开发板的晶振频率设置），因此设置输入的时钟的频率为25Hz，经过分频后最后设置频率为最大168MHz
经过代码查看，在"stm32f4xx_hal_rcc_ex.h" 头文件中，定时器4所在的时钟桥为APB1，查看时钟树后定时器4所在的外设桥时钟频率为84MHz.
TIM4-Channel2 -PWM生成进行参数设置| Internal Clock | 内部时钟源，即晶振震荡源作为时钟 |
|---|---|
| PWM Generation CH2 | PWM输出为通道2 |
| Prescaler-(16位计数） | 定时器的分频系数（PSC）：84-1 |
| Counter Mode | 向上计数模式：UP |
| Counter Period-(16位计数） | 自动重装载值（ARR）：1000 – 1 |
| Internal Clock Division(CKD) | 不分频，频率非很高：No Division |
| auto-reload-preload | 自动重装载：Enable |
| Mode | PWM mode 1 向上计数 |
| Plus | （CCR）寄存器值：500 |
| CH Polarity | PWM极性，初始电平为下降沿 |
PWM的频率计算式
定时器的计数频率计算式
| 设置后的PWM的频率为PWM-Freq = 84MHz / （84*1000） = 1kHz |
|---|
| 时钟的计数频率为 CLK_CNT = Clcok-Freq / （PSC + 1) = 1MHz |
| 计数一次的时间为 1 / CLK_CNT = (PSC + 1) / Clock-Freq = 1 / 1MHz = 1us |
| 完成一次整周期的计数时间为 (ARR + 1)*1us = 1000 * 1uS = 1ms |
| 高点评占空时间为CCR * 1us = 500us |
| 设置的CCR值为 500 因此占空比为 500 / 1000 = 50% |
4.2 编写驱动代码
简单写两个函数可以表达意思即可。
[设置定时器的CCR寄存器的值]
#define BELL_PWM_FREQ 2000000
void beep_SetFreq(uint16_t freq)
{
uint32_t Period = BELL_PWM_FREQ / freq;
uint16_t Pulse = Period / 2;
HAL_TIM_PWM_Init(&htim4);// 初始化定时器的PWM模式
HAL_TIM_PWM_Start(&htim4,TIM_CHANNEL_2);// 启动定时器的PWM模式
/* Set the Autoreload value , frequency*/
/*设置频率和占空比*/
__HAL_TIM_SET_AUTORELOAD (&htim4, Period - 1);
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim4,TIM_CHANNEL_2,Pulse);
}
void beep_off(void)
{
HAL_TIM_PWM_Stop(&htim4,TIM_CHANNEL_2);// 停止定时器的PWM输出
}
void beep_on(void)
{
beep_SetFreq(2000);//设置自动重装载值为2000 ARR寄存器的值为1000 占空比为50%
HAL_Delay(1000);
beep_off();
}
/* USER CODE BEGIN 2 */
beep_on();
/* USER CODE END 2 */
[result]
鸣响一秒后结束
修改不同的值会得到不同频率的鸣叫声
4.3 Logic分析仪查看波形
逻辑分析仪分析的波形的PWM参数设置是基于代码修改的
4.4 代码分析
__HAL_TIM_SET_AUTORELOAD (&htim4,Pulse - 1);
这是一个宏定义，用于设置STM32中的定时器的自动重装载寄存器的值，从而实现定时器的计数周期。
&htim4 是定时器4的句柄，表示要设置的定时器。Period 表示要设置的定时器计数周期的值，单位为定时器时钟周期数。__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim4,TIM_CHANNEL_2,Pulse);
这是一个宏定义，用来设置STM32中的定时器的比较值，从而实现定时器的计数和输出控制。
&htim4 是定时器4的句柄，表示要设置的定时器。TIM_CHANNEL_2 表示要设置的定时器通道，表示比较输出的通道。Pulse 表示要设置的比较值，用于控制定时器的输出和计数。使用时需要先配置好定时器的基本参数，如时钟源、分频系数、计数方式等，然后再使用宏定义来设置自动重装载寄存器的值和比较值，从而实现定时器的计数周期控制和计数输出控制。
