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STM32F1定时器-PWM输出

news 来源：原创 2024/5/3 22:49:58

定时器-PWM输出

STM32 PWM工作过程

在这里插入图片描述

ARR寄存器决定PWM周期，CCR寄存器决定占空比

通道1为例的PWM输出电路图

在这里插入图片描述

CCR1：捕获比较(值)寄存器（x =1,2,3,4）:设置比较值。

CCMR1：OC1M[2:0]位：对于PWM方式下，用于设置PWM模式1【110】或者PWM模式2【111】

CCER：CC1P位：输入/捕获1输出极性。0:高电平有效，1:低电平有效。

CCER：CC1E位：输入/捕获1输出使能。0:关闭，1:打开。

PWM模式1和模式2的区别

捕获/比较模式寄存器 1(TIMx_CCMR1)

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有效电平并不是指高电平或者低电平，设置高电平有效还是低电平有效要看CCER寄存器的CC1P位

CCER：CC1P位：输入/捕获1输出极性。0:高电平有效，1:低电平有效。

如果设置为高电平有效，那么在PWM模式1的向上计数时，TIMx_CNT < TIMx_CCR1时通道1输出的就是高电平

如果设置为低电平有效，那么在PWM模式1的向上计数时，TIMx_CNT < TIMx_CCR1时通道1输出的就是低电平

PWM模式

脉冲宽度调制模式可以产生一个由TIMx_ARR寄存器确定频率、由TIMx_CCRx寄存器确定占空比的信号。

在TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM位写入’110’（PWM模式1）或’111’（PWM模式2），能够独立地设置每个OCx输出通道产生一路PWM。

必须设置TIMx_CCMRx寄存器OCxPE位以使能相应的预装载寄存器，对应的库函数是：

void TIM_OC2PreloadConfig(TIM_TypeDef*TIMx, uint16_t TIM_OCPreload);

最后还要设置TIMx_CR1寄存器的ARPE位，（在向上计数或中心对称模式中）使能自动重装载的预装载寄存器，对应的库函数是：

void TIM_ARRPreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx,FunctionalState NewState);

自动重载的预装载寄存器

ARPE = 1时的更新事件，意思就是CNT计数器在计数时，在到达ARR寄存器值溢出之前，人为的又往ARR寄存器里写入了新值，那这个新值会立即生效，计数到这个新值时产生溢出

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ARPE = 0时更新事件，意思是在CNT计数器计数过程中，在计数溢出之前，人为改变了ARR寄存器的值，写入了新值，那这个新值会在下一个计数周期才生效，在写入新值的当前周期里，还是计数到旧值就产生溢出

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void TIM_ARRPreloadConfig(TIM_TypeDe* TIMx, FunctionalState NewStale);

简单的说， ARPE=1，ARR立即生效；APRE=0，ARR下个比较周期生效。

PWM输出库函数

void TIM_OCxInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OClnitTypeDef* TIM_OCInitStruct);

结构体类型

typedef struct
{
	uint16_t TM_OCMode;			//PWM模式1或者模式2
    uint16_t TIM_OutputState;	//输出使能/失能
    uint16_t TIM_OutputState;
	uint16_t TIM_Pulse;			//比较值，写CCRx
    uint16_t TIM_OCPolarity; 	//比较输出极性
    uint16_t TIM_OCNPolarity;
	uint16_t TIM_OCldleState;
    uint16_t TIM_OCNldleState;
} TIM_OCInitTypeDef;

初始化示例

TIM_OCInitStructure.TlM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;		//PWM模式2
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;	//比较输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=100;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;	//输出极性:TIM输出比较极性高
TIM_OC2Init(TIM3,&TIM_OCInitStructure);			//根据T指定的参数初始化外设TIM3 OC2

设置比较值函数:

void TIM_SetCompareX(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare2);

使能输出比较预装载:

void TIM_OC2PreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx,uint16_t TIM_OCPreload);

使能自动重装载的预装载寄存器允许位:

void TIM_ARRPreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);

实验

使用定时器3的PWM功能，输出占空比可变的PWM波，用来驱动LED灯，从而达到LED亮度由暗变亮，又从亮变暗，如此循环。

PWM输出配置步骤:

1、使能定时器3和相关IO口时钟。

使能定时器3时钟：RCC_APB1PeriphClockCmd();
使能GPIOB时钟：RCC_ APB2PeriphClockCmd();

2、初始化IO口为复用功能输出。函数: GPIO_Init();

GPIO_InitStructure.GPIO Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

3、这里我们是要把PB5用作定时器的PWM输出引脚，所以要重映射配置，所以需要开启AFIO时钟。同时设置重映射。

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ AFIO,ENABLE);
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_ PartialRemap_TIM3, ENABLE); //定时器3重映射到相应的引脚

4、初始化定时器: ARR,PSC等: TIM_TimeBaselnit();

5、初始化输出比较参数: TIM_OC2Init();

6、使能预装载寄存器TIM_OC2PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);

7、使能定时器。TIM_Cmd();

8、不断改变比较值CCRx，达到不同的占空比效果: TIM_SetCompare2();

定时器PWM初始化示例，C8T6的板

因为开发板的LED灯引脚PA1同时也是TIM2_CH2引脚，这里使用了引脚复用功能，没有重映射

/**
 * @name   TIM_PWM_Init
 * @brief  定时器PWM初始化
 * @param  arr:自动重装值
 *         psc：时钟预分频系数
 * @retval None
 */
void TIM_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitTypeDefStructure;

    //使能定时器2时钟
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);

    //使能GPIOA时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);

    //PA1配置
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;     //设置为复用推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    
    //PA1初始化
    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);

    //把PA1用作定时器的PWM输出引脚。初始化定时器
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = psc;//设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;   //TIM向上计数模式
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim

    //定时器2初始化
    TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);

    //通道2配置
    TIM_OCInitTypeDefStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;    //PWM模式2
    TIM_OCInitTypeDefStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;    //比较输出使能
    TIM_OCInitTypeDefStructure.TIM_Pulse = 100;
    TIM_OCInitTypeDefStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;    //输出极性:TIM输出比较极性高

    //初始化输出比较参数
    TIM_OC2Init(TIM2,&TIM_OCInitTypeDefStructure);

    //使能预装载寄存器
    TIM_OC2PreloadConfig(TIM2,TIM_OCPreload_Enable);

    //使能定时器
    TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
}

main函数

因为dir初始化为1，所以进入while循环后，led0pwmval++，等led0pwmval增加到大于300时，dir 被置为 0，led0pwmval又开始减少，减到0后，dir置为1，led0pwmval再增加，如此反复

调用TIM_SetCompare2函数往CCR2寄存器写入不断变化的led0pwmval值，输出PWM，LED灯呈呼吸灯的效果

#include "PWM.h"
int main()
{
	u16 led0pwmval = 0;
	u8 dir = 1;
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);	//NVIC初始化分组
	LED_Init();		//LED初始化
	delay_init();	//延时初始化
	TIM_PWM_Init(899,0);	//不分频。PWM频率=72000000/900=80Khz
	while(1)
	{
		delay_ms(10);
		if(dir)
		{
			led0pwmval++;
		}
		else
		{
			led0pwmval--;
		}

		if(led0pwmval > 300){dir = 0;}
		if(led0pwmval == 0){dir = 1;}

		//往CCR2寄存器写入不断变化的led0pwmval值，调整比较值，就能输出不断变化的占空比了
		TIM_SetCompare2(TIM2,led0pwmval);
	}
}