代码收藏家技术教程 2024-11-28

STM32的hal库与标准库定时器输出PWM波区别

HAL库

void PWM_Init(void) {
    __HAL_RCC_TIM3_CLK_ENABLE(); // 启用 TIM3 时钟
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); // 启用 GPIOA 时钟

    // 配置 GPIOA PIN6 为 TIM3 CH1 输出
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF_TIM3;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

    // 配置 TIM3
    TIM_HandleTypeDef htim3 = {0};
    htim3.Instance = TIM3;
    htim3.Init.Prescaler = 8399; // 10kHz
    htim3.Init.Period = 999; // 1kHz
    htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
    HAL_TIM_PWM_Init(&htim3);

    // 配置 TIM3 CH1 为 PWM 输出
    TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};
    sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
    sConfigOC.Pulse = 500; // 占空比 50%
    sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
    sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
    HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim3, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1);

    // 启动 PWM
    HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_1);
}

标准库

#include "stm32f4xx.h"

void PWM_Init(void) {
    // 1. 启用时钟
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);  // TIM3 时钟
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE); // GPIOA 时钟

    // 2. 配置 GPIOA PIN6 为 TIM3 CH1 PWM 输出
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // 配置 GPIO 复用功能
    GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource6, GPIO_AF_TIM3);

    // 3. 配置 TIM3 时基
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 8399;            // 10kHz (假设系统时钟为 84MHz)
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 999;                // PWM 频率 1kHz
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);

    // 4. 配置 TIM3 CH1 PWM 输出
    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;      // PWM 模式 1
    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 500;                  // 占空比 50%
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);              // 应用到 CH1

    // 5. 启动 TIM3
    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);

    // 6. 启用 TIM3 CH1 PWM 输出
    TIM_CtrlPWMOutputs(TIM3, ENABLE);  // 启用高级功能输出
}

1. 定时器时钟初始化

HAL 库	SPL
`__HAL_RCC_TIMx_CLK_ENABLE();`	`RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIMx, ENABLE);`

作用：

开启对应定时器的时钟。

HAL 和 SPL 的实现类似，差别仅在命名的简洁性

2. 配置定时器为 PWM 模式

HAL 库	SPL
```c	```c
TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
sConfigOC.Pulse = 500;	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 500;
sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htimx, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1);	TIM_OC1Init(TIMx, &TIM_OCInitStructure);
```	```

作用：

HAL 库：

使用 TIM_OC_InitTypeDef 配置输出比较模式，并通过 HAL_TIM_PWM_ConfigChannel 应用到定时器。

配置简洁，统一管理 PWM 通道。

SPL：

使用 TIM_OCInitTypeDef 配置 PWM 输出模式，并手动调用 TIM_OCxInit 函数（如 TIM_OC1Init）。

灵活性高，但需要手动针对每个通道初始化。

3. 配置定时器参数

HAL 库	SPL
```c	```c
TIM_HandleTypeDef htimx;	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
htimx.Instance = TIMx;	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 8399;
htimx.Init.Prescaler = 8399;	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 999;
htimx.Init.Period = 999;	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
htimx.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
HAL_TIM_PWM_Init(&htimx);	TIM_TimeBaseInit(TIMx, &TIM_TimeBaseStructure);
```	```

作用：

HAL 库：

使用 TIM_HandleTypeDef 统一管理定时器实例和初始化参数，代码清晰。

SPL：

分离时基配置（TIM_TimeBaseInit）和 PWM 输出配置（TIM_OCInit），需要更多代码来完成初始化。

4. 开启 PWM 输出

HAL 库	SPL
`HAL_TIM_PWM_Start(&htimx, TIM_CHANNEL_1);`	`TIM_Cmd(TIMx, ENABLE);` `TIM_CCxCmd(TIMx, TIM_Channel_1, ENABLE);`

作用：

HAL 库：

调用 HAL_TIM_PWM_Start 启动指定通道的 PWM 输出。

代码简洁，函数内部自动完成相关设置。

SPL：

使用 TIM_Cmd 启动定时器，并通过 TIM_CCxCmd 启用对应通道。

更接近硬件，需要手动调用多个函数

5. GPIO 引脚配置

HAL 库	SPL
```c	```c
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_x;	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_x;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF_TIMx;	GPIO_PinAFConfig(GPIOx, GPIO_PinSourcex, GPIO_AF_TIMx);
HAL_GPIO_Init(GPIOx, &GPIO_InitStruct);	GPIO_Init(GPIOx, &GPIO_InitStructure);
```	```

作用：

配置定时器的 GPIO 输出引脚。

两者基本相同，HAL 库通过 Alternate 字段配置复用功能，而 SPL 使用 GPIO_PinAFConfig 设置复用功能。

6. 中断（可选）

如需使用 PWM 输出时的中断功能：

HAL 库	SPL
使用回调函数：	手动配置中断：
```c	```c
void HAL_TIM_PWM_PulseFinishedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) {	void TIMx_IRQHandler(void) {
if (htim->Instance == TIMx) {	if (TIM_GetITStatus(TIMx, TIM_IT_Update)) {
// PWM 完成事件处理	TIM_ClearITPendingBit(TIMx, TIM_IT_Update);
}	// PWM 完成事件处理
}	}
```	```