STM32学习笔记之PWM输出

1.TIMER输出PWM基本概念脉冲宽度调制(PWM)，是英文“PulseWidthModulation”的缩写，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。简单一点，就是对脉冲宽度的控制。一般用来控制步进电机的速度等等。STM32的定时器除了TIM6和TIM7之外，其他的定时器都可以用来产生PWM输出，其中高级定时器TIM1和TIM8可以同时产生7路的PWM输出，而通用定时器也能同时产生4路的PWM输出。1.1PWM输出模式STM32的PWM输出有两种模式，模式1和模式2，由TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM位确定的（“110”为模式1，“111”为模式2）。模式1和模式2的区别如下：110：PWM模式1－在向上计数时，一旦TIMx_CNTTIMx_CCR1时通道1为有效电平，否则为无效电平；在向下计数时，一旦TIMx_CNTTIMx_CCR1时通道1为无效电平(OC1REF=0)，否则为有效电平(OC1REF=1)。111：PWM模式2－在向上计数时，一旦TIMx_CNTTIMx_CCR1时通道1为无效电平，否则为有效电平；在向下计数时，一旦TIMx_CNTTIMx_CCR1时通道1为有效电平，否则为无效电平。由此看来，模式1和模式2正好互补，互为相反，所以在运用起来差别也并不太大。而从计数模式上来看，PWM也和TIMx在作定时器时一样，也有向上计数模式、向下计数模式和中心对齐模式，关于3种模式的具体资料，可以查看《STM32参考手册》的“14.3.9PWM模式”一节，在此就不详细赘述了。1.2PWM输出管脚PWM的输出管脚是确定好的，具体的引脚功能可以查看《STM32参考手册》的“8.3.7定时器复用功能重映射”一节。在此需要强调的是，不同的TIMx有分配不同的引脚，但是考虑到管脚复用功能，STM32提出了一个重映像的概念，就是说通过设置某一些相关的寄存器，来使得在其他非原始指定的管脚上也能输出PWM。但是这些重映像的管脚也是由参考手册给出的。比如说TIM3的第2个通道，在没有重映像的时候，指定的管脚是PA.7，如果设置部分重映像之后，TIM3_CH2的输出就被映射到PB.5上了，如果设置了完全重映像的话，TIM3_CH2的输出就被映射到PC.7上了。1.3PWM输出信号PWM输出的是一个方波信号，信号的频率是由TIMx的时钟频率和TIMx_ARR预分频器所决定的，具体设置方法在前面一个学习笔记中有详细的交代。而输出信号的占空比则是由TIMx_CRRx寄存器确定的。其公式为“占空比=(TIMx_CRRx/TIMx_ARR)*100%”，因此，可以通过向CRR中填入适当的数来输出自己所需的频率和占空比的方波信号。2.TIMER输出PWM实现步骤1.设置RCC时钟；2.设置GPIO时钟；3.设置TIMx定时器的相关寄存器；4.设置TIMx定时器的PWM相关寄存器。第1步设置RCC时钟已经在前文中给出了详细的代码，在此就不再多说了。需要注意的是通用定时器TIMx是由APB1提供时钟，而GPIO则是由APB2提供时钟。注意，如果需要对PWM的输出进行重映像的话，还需要开启引脚复用时钟AFIO。第2步设置GPIO时钟时，GPIO模式应该设置为复用推挽输出GPIO_Mode_AF_PP，如果需要引脚重映像的话，则需要用GPIO_PinRemapConfig()函数进行设置。第3步设置TIMx定时器的相关寄存器时，和前一篇学习笔记一样，设置好相关的TIMx的时钟和技术模式等等。具体设置参看“TIMER基本定时功能”的学习笔记。第4步设置PWM相关寄存器，首先要设置PWM模式（默认情况下PWM是冻结的），然后设置占空比（根据前面所述公式进行计算），再设置输出比较极性：当设置为High时，输出信号不反相，当设置为Low时，输出信号反相之后再输出。最重要是是要使能TIMx的输出状态和使能TIMx的PWM输出使能。相关设置完成之后，就可以通过TIM_Cmd()来打开TIMx定时器，从而得到PWM输出了。3.TIMER输出PWM源代码由于我现在手上的奋斗开发板是将PB.5接到LED上，因此需要使用TIM3的CH2通道，并且要进行引脚重映像。打开TIM3之后，PWM输出，使得LED点亮，通过改变PWM_cfg()中的占空比可以调节LED的亮度。#includestm32f10x_lib.hvoidRCC_cfg();voidGPIO_cfg();voidTIMER_cfg();voidPWM_cfg();//占空比，取值范围为0-100intdutyfactor=50;intmain(){intTemp;RCC_cfg();GPIO_cfg();TIMER_cfg();PWM_cfg();//使能TIM3计时器，开始输出PWMTIM_Cmd(TIM3,ENABLE);while(1);}voidRCC_cfg(){//定义错误状态变量ErrorStatusHSEStartUpStatus;//将RCC寄存器重新设置为默认值RCC_DeInit();//打开外部高速时钟晶振RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);//等待外部高速时钟晶振工作HSEStartUpStatus=RCC_WaitForHSEStartUp();if(HSEStartUpStatus==SUCCESS){//设置AHB时钟(HCLK)为系统时钟RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);//设置高速AHB时钟(APB2)为HCLK时钟RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);//设置低速AHB时钟(APB1)为HCLK的2分频RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);//设置FLASH代码延时FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);//使能预取指缓存FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);//设置PLL时钟，为HSE的9倍频8MHz*9=72MHzRCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1,RCC_PLLMul_9);//使能PLLRCC_PLLCmd(ENABLE);//等待PLL准备就绪while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY)==RESET);//设置PLL为系统时钟源RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);//判断PLL是否是系统时钟while(RCC_GetSYSCLKSource()!=0x08);}//开启TIM3的时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);//开启GPIOB的时钟和复用功能RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);}voidGPIO_cfg(){GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;/******初始化连接LED的引脚PB5*************///部分映射，将TIM3_CH2映射到PB5//GPIO_PinRemapConfig(GPIO_FullRemap_TIM3,ENABLE);GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3,ENABLE);//选择引脚5GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;//输出频率最大50MHzGPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//复用推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);}voidTIMER_cfg(){TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStructure;//重新将Timer设置为缺省值TIM_DeInit(TIM3);//采用内部时钟给TIM3提供时钟源TIM_InternalClockConfig(TIM3);//预分频系数为0，即不进行预分频，此时TIMER的频率为72MHzTIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=0;//设置时钟分割TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//设置计数器模式为向上计数模式TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//设置计数溢出大小，每计7200个数就产生一个更新事件，即PWM的输出频率为10kHzTIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=7200-1;//将配置应用到TIM3中TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseStructure);}voidPWM_cfg(){TIM_OCInitTypeDefTimOCInitStructure;//设置缺省值TIM_OCStructInit(&TimOCInitStructure);//PWM模式1输出TimOCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;//设置占空比，占空比=(CCRx/ARR)*100%或(TIM_Pulse/TIM_Period)*100%TimOCInitStructure.TIM_Pulse=dutyfactor*7200/100;//TIM输出比较极性高TimOCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;//使能输出状态TimOCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;//TIM3的CH2输出TIM_OC2Init(TIM3,&TimOCInitStructure);//设置TIM3的PWM输出为使能TIM_CtrlPWMOutputs(TIM3,ENABLE);}