代码收藏家技术教程 2023-03-29

学习STM32脉冲宽度调制（PWM）编程——第六篇”

1.PWM概念

PWM叫脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation)，通过编程控制输出方波的频率和占空比(高低电平的比例)，广泛应用在测量，通信，功率控制等领域(呼吸灯，电机)。

PWM由定时器驱动，PWM周期就是定时器的周期，为了调节占空比，需要在定时器的基础上加上一个比较计数器，同时需要GPIO输出波形。

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2.stm32中的PWM

stm32中的PWM属于定时器功能，通过配置定时器就可以使用PWM，除了定时器的基本配置以外，还要加入一个比较计数值确定翻转电平的时机，还需要GPIO的复用功能输出PWM。

stm32中PWM高低电平的顺序是由极性，PWM模式和计数模式共同决定。极性决定默认电平(有效电平)，PWM模式指的是一个周期内有效电平和无效电平的顺序。

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3.使用库函数实现PWM配置D1为呼吸灯

（1）开启时钟

GPIOF时钟 TIM14时钟，函数略

（2）初始化GPIO为复用功能

GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; GPIO_Init(…); 函数略

（3）将定时器14通道1的复用功能映射到PF9

void GPIO_PinAFConfig(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_PinSource, uint8_t GPIO_AF); 参数： GPIOx – 哪一组GPIO

GPIO_PinSource – 哪个GPIO引脚

GPIO_AF – 哪个复用功能(只能映射具有的复用功能)

（4）初始化定时器

TIM_TimeBaseInit(……); 函数略

（5）初始化PWM

void TIM_OC1Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);

参数： TIMx – 哪个定时器

TIM_OCInitStruct – 初始化结构 t

ypedef struct {

uint16_t TIM_OCMode; /*!< PWM模式 @ref TIM_Output_Compare_and_PWM_modes */ uint16_t TIM_OutputState; /*!< 输出状态使能 @ref TIM_Output_Compare_State */ uint16_t TIM_OutputNState; /*!< 忽略 only for TIM1 and TIM8. */

uint32_t TIM_Pulse; /*!< 比较计数值 0x0000 and 0xFFFF */

uint16_t TIM_OCPolarity; /*!< 极性 @ref TIM_Output_Compare_Polarity */ uint16_t TIM_OCNPolarity; /*!< 忽略 only for TIM1 and TIM8. */ uint16_t TIM_OCIdleState; /*!< 忽略 only for TIM1 and TIM8. */ uint16_t TIM_OCNIdleState; /*!< 忽略 only for TIM1 and TIM8. */ } TIM_OCInitTypeDef;

（6）使能PWM的预装载和重装载功能

TIM_OC1PreloadConfig(TIM14, TIM_OCPreload_Enable); TIM_ARRPreloadConfig(TIM14, ENABLE);

（7）启动定时器

TIM_Cmd(…); //高级定时器(TIM1/TIM8),还需要开启另一个开关 void TIM_CtrlPWMOutputs(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);

参数： TIMx – 哪个定时器

NewState – ENABLE/DISABLE

（8）运行时可调节占空比

void TIM_SetCompare1(TIM_TypeDef* TIMx, uint32_t Compare1); 参数： TIMx – 哪个定时器 Compare1 – 新的比较值

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使用库函数配置GPIOF,TIM14,使得D1灯呼吸闪烁，代码实现如下：

pwm.c

#include <stm32f4xx.h>
#include <pwm.h>

void timer14_pwm_init(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStruct;
	
	//1.开启GPIOF和TIM14时钟
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF,ENABLE);
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM14,ENABLE);
	
	//2.初始化PF9为复用功能
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用模式
	GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//高速
	GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;//无上下拉
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;//PF9
	GPIO_Init(GPIOF,&GPIO_InitStruct);
	
	//3.将PF9复用映射到TIM14
	GPIO_PinAFConfig(GPIOF,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_TIM14);
	
	//4.初始化定时器14 84M / 84 = 1MHz 1M ------ 1000 ----- 1ms
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 84-1;//预分频系数
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 1000-1;//初始计数值
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Down;//向下计数
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;//时钟因子
	TIM_TimeBaseInit(TIM14,&TIM_TimeBaseInitStruct);
	
	//5.PWM初始化
	TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;//PWM模式1
	TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;//低电平有效
	TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;//使能
	TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = 800;//比较计数值
	TIM_OC1Init(TIM14,&TIM_OCInitStruct);
	
	//6.使能PWM的预装载和重装载功能
	TIM_OC1PreloadConfig(TIM14, TIM_OCPreload_Enable);
	TIM_ARRPreloadConfig(TIM14, ENABLE);
	
	//7.使能定时器14
	TIM_Cmd(TIM14,ENABLE);
}

pwm.h

#ifndef _KEY_H_
#define _KEY_H_

#define S1 PAin(0)
#define S2 PEin(2)
#define S3 PEin(3)
#define S4 PEin(4)

void key_init(void);

#endif

主函数main.c

#include <stm32f4xx.h>
#include <includes.h>

int main()
{	
	u32 comp = 0;
	
	//1.中断优先级分组 2:2
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	
	//初始化
	//led_init();
	//key_init();
	beep_init();
	exti_init();
	mq2_init();
	delay_init();
	//timer2_init();
	//timer10_init();
	timer14_pwm_init();
	
	//D1为呼吸灯
	while(1){
		//1s从最暗到最亮
		while(comp<1000){
			TIM_SetCompare1(TIM14,comp);
			comp++;
			delay_ms(1);
		}
		
		//1s从最亮到最暗
		while(comp>0){
			TIM_SetCompare1(TIM14,comp);
			comp--;
			delay_ms(1);
		}
		
		delay_ms(200);
	}
	
}

练习：

使用TIM1的通道4控制D4作为呼吸灯

TIM1是高级定时器通道4