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【STM32】PWM程序

發(fā)布時(shí)間：2024/4/24 编程问答 28 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了【STM32】PWM程序小編覺得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

00. 目錄

文章目錄

- 00. 目錄
- 01. PWM簡(jiǎn)介
- 02. 硬件設(shè)計(jì)
- 03. 配置步驟
- 04. 程序示例
- 05. 結(jié)果驗(yàn)證
- 06. 附錄
- 07. 聲明

01. PWM簡(jiǎn)介

脈沖寬度調(diào)制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的縮寫，簡(jiǎn)稱脈寬調(diào)制，是利用微處理器的數(shù)字輸出來對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)。簡(jiǎn)單一點(diǎn)，就是對(duì)脈沖寬度的控制，PWM 原理如圖 14.1.1 所示：

圖 14.1.1 就是一個(gè)簡(jiǎn)單的 PWM 原理示意圖。圖中，我們假定定時(shí)器工作在向上計(jì)數(shù) PWM模式，且當(dāng) CNT<CCRx 時(shí)，輸出 0，當(dāng) CNT>=CCRx 時(shí)輸出 1。那么就可以得到如上的 PWM示意圖：當(dāng) CNT 值小于 CCRx 的時(shí)候，IO 輸出低電平(0)，當(dāng) CNT 值大于等于 CCRx 的時(shí)候，IO 輸出高電平(1)，當(dāng) CNT 達(dá)到 ARR 值的時(shí)候，重新歸零，然后重新向上計(jì)數(shù)，依次循環(huán)。改變 CCRx 的值，就可以改變 PWM 輸出的占空比，改變 ARR 的值，就可以改變 PWM 輸出的頻率，這就是 PWM 輸出的原理。

STM32F4 的定時(shí)器除了 TIM6 和 7。其他的定時(shí)器都可以用來產(chǎn)生 PWM 輸出。其中高級(jí)定時(shí)器 TIM1 和 TIM8 可以同時(shí)產(chǎn)生多達(dá) 7 路的 PWM 輸出。而通用定時(shí)器也能同時(shí)產(chǎn)生多達(dá) 4路的 PWM 輸出！這里我們僅使用 TIM14 的 CH1 產(chǎn)生一路 PWM 輸出。

02. 硬件設(shè)計(jì)

用到的硬件資源有：

1）指示燈 DS0
2）定時(shí)器 TIM14
這兩個(gè)我們前面都已經(jīng)介紹了，因?yàn)?TIM14_CH1 可以通過 PF9 輸出 PWM，而 DS0 就是直接在 PF9 上面的，所以電路上并沒有任何變化。

03. 配置步驟

3.1 開啟 TIM14 和和 GPIO 時(shí)鐘，配置 PF9 選擇復(fù)用功能 AF9 （TIM14）輸出。

要使用 TIM14，我們必須先開啟 TIM14 的時(shí)鐘。這里我們還要配置 PF9 為復(fù)用（AF9）輸出，才可以實(shí)現(xiàn) TIM14_CH1 的 PWM 經(jīng)過 PF9輸出。庫函數(shù)使能 TIM14 時(shí)鐘的方法是：

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM14,ENABLE); //TIM14 時(shí)鐘使能

我們還要使能 GPIOF 的時(shí)鐘。然后我們要配置 PF9 引腳映射至 AF9，復(fù)用為定時(shí)器 14，調(diào)用的函數(shù)為：

GPIO_PinAFConfig(GPIOF,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_TIM14); //GPIOF9 復(fù)用為定時(shí)器 14

這里還需要說明一下，對(duì)于定時(shí)器通道的引腳關(guān)系，大家可以查看 STM32F4 對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)手冊(cè)，比如我們 PWM 實(shí)驗(yàn)，我們使用的是定時(shí)器 14 的通道 1，對(duì)應(yīng)的引腳 PF9 可以從數(shù)據(jù)手冊(cè)表中查看：

3.2 初始化 TIM14, 設(shè)置 TIM14 的 ARR 和和 PSC 等參數(shù)。

在開啟了 TIM14 的時(shí)鐘之后，我們要設(shè)置 ARR 和 PSC 兩個(gè)寄存器的值來控制輸出 PWM的周期。當(dāng) PWM 周期太慢（低于 50Hz）的時(shí)候，我們就會(huì)明顯感覺到閃爍了。因此，PWM周期在這里不宜設(shè)置的太小。這在庫函數(shù)是通過 TIM_TimeBaseInit 函數(shù)實(shí)現(xiàn)的，

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //設(shè)置自動(dòng)重裝載值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //設(shè)置預(yù)分頻值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //設(shè)置時(shí)鐘分割:TDTS = Tck_tim TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上計(jì)數(shù)模式 TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根據(jù)指定的參數(shù)初始化 TIMx 的

3.3 設(shè)置 TIM14_CH1 的 PWM 模式，能使能 TIM14 的 CH1 輸出。

我們要設(shè)置 TIM14_CH1 為 PWM 模式（默認(rèn)是凍結(jié)的），因?yàn)槲覀兊?DS0 是低電平亮，而我們希望當(dāng) CCR1 的值小的時(shí)候，DS0 就暗，CCR1 值大的時(shí)候，DS0 就亮，所以我們要通過配置 TIM14_CCMR1 的相關(guān)位來控制 TIM14_CH1 的模式。在庫函數(shù)中，PWM 通道設(shè)置是通過函數(shù) TIM_OC1Init()~TIM_OC4Init()來設(shè)置的，不同的通道的設(shè)置函數(shù)不一樣，這里我們使用的是通道 1，所以使用的函數(shù)是 TIM_OC1Init()。

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

TIM_OCInitTypeDef類型結(jié)構(gòu)體

typedef struct {uint16_t TIM_OCMode;uint16_t TIM_OutputState;uint16_t TIM_OutputNState; */uint16_t TIM_Pulse;uint16_t TIM_OCPolarity;uint16_t TIM_OCNPolarity;uint16_t TIM_OCIdleState;uint16_t TIM_OCNIdleState; } TIM_OCInitTypeDef;

這里我們講解一下與我們要求相關(guān)的幾個(gè)成員變量：
參數(shù) TIM_OCMode 設(shè)置模式是 PWM 還是輸出比較，這里我們是 PWM 模式。
參數(shù) TIM_OutputState 用來設(shè)置比較輸出使能，也就是使能 PWM 輸出到端口。
參數(shù) TIM_OCPolarity 用來設(shè)置極性是高還是低。
其他的參數(shù) TIM_OutputNState，TIM_OCNPolarity，TIM_OCIdleState 和 TIM_OCNIdleState 是高級(jí)定時(shí)器才用到的。

TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //選擇模式 PWM TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比較輸出使能 TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; //輸出極性低 TIM_OC1Init(TIM14, &TIM_OCInitStructure); //根據(jù)T指定的參數(shù)初始化外設(shè)TIM1 4OC1

3.4 使能 TIM14 。

在完成以上設(shè)置了之后，我們需要使能 TIM14。使能 TIM14 的方法前面已經(jīng)講解過：

TIM_Cmd(TIM14, ENABLE); //使能 TIM14

3.5 修改 TIM14_CCR1 來控制占空比。

在經(jīng)過以上設(shè)置之后，PWM 其實(shí)已經(jīng)開始輸出了，只是其占空比和頻率都是固定的，而我們通過修改 TIM14_CCR1 則可以控制 CH1 的輸出占空比。繼而控制 DS0 的亮度。在庫函數(shù)中，修改 TIM14_CCR1 占空比的函數(shù)是：

void TIM_SetCompare1(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare2)；

04. 程序示例

pwm.h

#ifndef __PWM_H__ #define __PWM_H__#include "sys.h"//定時(shí)器初始化 void TIM14_PWM_Init(u32 arr, u16 psc);#endif /*__PWM_H__*/

pwm.c

#include "pwm.h"//定時(shí)器初始化 void TIM14_PWM_Init(u32 arr, u16 psc) {GPIO_InitTypeDef GPIO_Init_Struct;TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;TIM_OCInitTypeDef TIM_OCIInitStruct;//使能定時(shí)器TIM14時(shí)鐘RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM14, ENABLE);//使能GPIO時(shí)鐘 GPIOFRCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE);//GPIOF選擇位復(fù)用功能 GPIOF PF9GPIO_PinAFConfig(GPIOF, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_TIM14);//初始化GPIOGPIO_Init_Struct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;GPIO_Init_Struct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;GPIO_Init_Struct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;GPIO_Init_Struct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;GPIO_Init_Struct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_Init_Struct);//初始化定時(shí)器14TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = arr;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = psc;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInit(TIM14, &TIM_TimeBaseInitStruct);//設(shè)置TIM14_CH1為PWM模式TIM_OCIInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;TIM_OCIInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;TIM_OCIInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;TIM_OC1Init(TIM14, &TIM_OCIInitStruct);//使能TIM14在CCR1上的預(yù)裝載寄存器TIM_OC1PreloadConfig(TIM14, TIM_OCPreload_Enable);//ARPE使能TIM_ARRPreloadConfig(TIM14, ENABLE);//使能TIM14TIM_Cmd(TIM14, ENABLE);}

main.c

#include "sys.h" #include "delay.h" #include "usart.h" #include "led.h" #include "beep.h" #include "key.h" #include "exti.h" #include "iwdg.h" #include "wwdg.h" #include "timer.h" #include "pwm.h"int main(void) { u16 led0Value = 0;u8 dir = 1;NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);delay_init(168);TIM14_PWM_Init(500 - 1, 84 - 1);while(1){delay_ms(10);if (dir){led0Value++;}else{led0Value--;}if (led0Value > 300){dir = 0;}if (0 == led0Value){dir = 1;}TIM_SetCompare1(TIM14, led0Value);}}

05. 結(jié)果驗(yàn)證

我們將看 DS0 不停的由暗變到亮，然后又從亮變到暗。

06. 附錄

6.1 【STM32】STM32系列教程匯總

網(wǎng)址：【STM32】STM32系列教程匯總

07. 聲明

該教程參考了正點(diǎn)原子的《STM32 F4 開發(fā)指南》

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【STM32】PWM程序的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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程序
PWM