stm32 PWM输出学习

蔚落 2022-08-06 14:09 256阅读 0赞

STM32 的定时器除了 TIM6 和 7，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 可以同时产生多达 7 路的 PWM 输出。通用定时器也能同时产生多达 4路的 PWM 输出。

今天的实验，我们仅利用 TIM3的 CH2 通道产生一路 PWM 输出。

1.相关寄存器介绍

1）捕获/比较模式寄存器 (TIMx\_CCMR1/2)

捕获/比较模式寄存器（TIMx\_CCMR1/2），该寄存器总共有 2 个，TIMx  \_CCMR1和 TIMx \_CCMR2。TIMx\_CCMR1 控制 CH1 和 CH2，而 TIMx\_CCMR2 控制 CH3 和 CH4。

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OCxx描述了通道在输出模式下的功能（上行），ICxx描述了通道在输出模式下的功能（下行）。因此必须注意，同一个位在输出模式和输入模式下的功能是不同的。

这里我们需要说明的是模式设置位 OCxM，此部分由 3 位组成。总共可以配置成 7 种模式，我们使用的是 PWM 模式，所以这 3 位必须设置为 110/111。这两种PWM 模式的区别就是输出电平的极性相反。

![20150130184755457][]

这里的有效电平或者无效电平是可以配置的。

2） 捕获/比较使能寄存器(TIMx\_CCER)

![20150130185500449][]

![20150130185608231][]

3）捕获/比较寄存器（TIMx\_CCR1~4）

该寄存器总共有 4 个，对应 4 个通道 CH1~CH4。因为这 4 个寄存器都差不多，我们仅以 TIMx\_CCR1 为例介绍。

![20150130222247504][]

我们通过修改这个寄存器的值，就可以控制 PWM 的输出脉宽。

2. TIM3\_REMAP 重映射

我们要利用 TIM3 的 CH2 输出 PWM 来控制 LED的亮度，但是 TIM3\_CH2 默认是接在 PA7上面的，而我们的 LED接在 PB5 上面，如果是普通 MCU，可能就只能用飞线把 PA7 飞到 PB5上；不过，我们用的是 STM32，可以通过重映射功能，把 TIM3\_CH2映射到 PB5 上。

![20150130223224100][]

3.代码难点分析

1）RCC\_APB1PeriphClockCmd(RCC\_APB1Periph\_TIM3, ENABLE);//使能TIM3时钟  
     RCC\_APB2PeriphClockCmd(RCC\_APB2Periph\_GPIOB | RCC\_APB2Periph\_AFIO, ENABLE);    
//使能GPIOB时钟（PB5连接LED）和AFIO复用功能时钟

为什么要使能RCC\_APB2Periph\_AFIO呢？

参考手册上说：

对寄存器AFIO\_EVCR（事件控制寄存器），AFIO\_MAPR（ 复用重映射和调试I/O配置寄存器），AFIO\_EXTICRX（外部中断配置寄存器）进行读写操作前，应当首先打开AFIO的时钟。

因为我们在这个实验中用到了AFIO\_MAPR，所以要打开AFIO时钟。

2）GPIO\_PinRemapConfig(GPIO\_PartialRemap\_TIM3, ENABLE); //Timer3部分重映射，TIM3\_CH2->PB5

3）GPIO配置

//设置该引脚为复用输出功能，输出TIM3-CH2的PWM波形  
GPIO\_InitStructure.GPIO\_Pin = GPIO\_Pin\_5;   
GPIO\_InitStructure.GPIO\_Mode = GPIO\_Mode\_AF\_PP;  //推挽复用输出  
GPIO\_InitStructure.GPIO\_Speed = GPIO\_Speed\_50MHz;  
GPIO\_Init(GPIOB, &GPIO\_InitStructure);

![20150131114441767][]

4）TIM\_OCInitStructure.TIM\_OutputState = TIM\_OutputState\_Enable;

可以参考捕获/比较使能寄存器(TIMx\_CCER)位0， 输出使能。

5）TIM\_OCInitStructure.TIM\_OCPolarity = TIM\_OCPolarity\_High;

可以参考捕获/比较使能寄存器(TIMx\_CCER)位1， 高/低 电平有效。

6）TIM\_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM\_OCPreload\_Enable); 预装载使能

可以参考捕获/比较模式寄存器 (TIMx\_CCMR1/2) 位3.

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7）TIM\_SetCompare2(TIM3,300);

参考捕获/比较寄存器（TIMx\_CCR1~4），这里设置比较值为300.

4. 代码参考

//PWM输出初始化函数
    //arr：自动重装载值
    //psc: 预分频系数
    void TIM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
    {  
    	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    	TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    	TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
    	
    
    	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);	//使能TIM3时钟
     	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);  
    	//使能GPIOB时钟（PB5连接LED）和AFIO复用功能时钟
    	
    	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE); //Timer3部分重映射，TIM3_CH2->PB5    
     
        //设置该引脚为复用输出功能，输出TIM3-CH2的PWM波形
    	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; 
    	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //复用推挽输出
    	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
     
        //初始化TIM3
    	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; 
    	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = psc; 
    	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //向上计数
    	TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); 
    	
    	//TIM3 Channel2 PWM 初始化
    	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //PWM2模式
     	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //捕获/比较使能寄存器(TIMx_CCER) 输出使能
    	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //高电平有效
    	TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);  
    
    	TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);  //预装载使能
    		
    	TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  //开启TIM3
    
    }

main函数如下

int main(void)
    {	
    	
    	TIM3_PWM_Init(999,71); //72/(71+1)=1MHz, T=1us*(999+1) = 1ms
    	TIM_SetCompare2(TIM3,300);	//脉宽= 300/1000 *1ms = 0.3ms
       	while(1)
    	{
    		;	   
    	}	 
    }

仿真说明：我们的代码设置为：

PWM2模式，向上计数，高电平有效。

所以，TIMx\_CNT<TIMx\_CCRx时通道x为低，否则为高。

5.仿真效果图如下

![20150131123217348][]

6. 疑问

如果调换main函数两句的顺序，则无法达到预期效果。

<span style="font-size:18px;">int main(void) //实验失败
    {	
    	TIM_SetCompare2(TIM3,300);	//脉宽= 300/1000 *1ms = 0.3ms
    	TIM3_PWM_Init(999,71); //72/(71+1)=1MHz, T=1us*(999+1) = 1ms
    	
       	while(1)
    	{
    		;	   
    	}	 
    }</span>

至于原因，这里不讨论，留待以后思考。

7. 用PWM控制LED的亮度

int main(void)
    {		
     	u16 led0pwmval = 0; //比较值
    	u8 dir = 1;	
    	delay_init();	    	 
    	
     	TIM3_PWM_Init(899,0);	 
    	
       	while(1)
    	{
     		delay_ms(10);	 
    		
    		if(dir)
    			led0pwmval++;
    		else 
    			led0pwmval--;
    
     		if(led0pwmval>300)
    			dir=0;
    		if(led0pwmval==0)
    			dir=1;										 
    		
    		TIM_SetCompare2(TIM3,led0pwmval);		   
    	}	 
    }

这里，我们将 led0pwmval 这个值设置为 PWM 比较值，也就是通过 led0pwmval 来控制 PWM 的占空比，进而控制LED的平均电流，达到控制LED亮度的目的。

led0pwmval 的值从 0 变到 301，然后又从 301 变到 0，如此循环，LED的亮度也会跟着从暗变到亮，然后又从亮变到暗。至于这里的值，我们为什么取 300，是因为 PWM 的输出占空比达到并且超过这个值的时候， LED 亮度变化就不明显了。

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