我们这次只使用一块STM32核心板并且基于上篇中实现的工程模板进行开发即可。开始之前，先介绍一下什么是PWM。
0 M1 Q; l3 J: J1 m- o) s) [
1、什么是PWM
脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation）是一种通过数字信号控制模拟器件的方式，它通过产生不同占空比（Duty Cycle）的矩形波来在输出端等效出不同电压值的控制效果，即对输出的脉冲宽度（占空比）进行调制，实现其对模拟器件的控制。下图展示了三种不同占空比PWM波的时间-幅度图：
) ]0 Q8 Y/ n3 A, d: i7 r
5 ?& z; K, E6 A/ w6 r# }


0 z+ [! N) ~; @% u5 M
PWM的输出等效电压计算公式为：


, M1 C+ g. ]8 N' F& a


$ |; X) z6 [# b6 d/ w假设上述三种PWM波的VCC为5V，则上述三种等效输出电压分别为1.5V、2.5V、3.5V，即使用数字信号实现了模拟控制。

- t2 Z( u, e0 q: z# Y$ Y" ~
8 [0 V) b  s1 v* o; M2 B
/ P% g3 P1 E1 [2 F8 o' T, g) D! c
+ B+ W$ z: a, @" s2、STM32定时器

从官网上或使用CubeMX查询可知STM32F103RCT6属于大容量产品，共计有8个16位定时器，其中定时器1与定时器8为高级定时器；定时器2、3、4、5为通用定时器；定时器6、7为基本定时器。高级定时器与基本定时器都各有4个通道可以用来实现输入捕获或生成PWM等功能，同时高级定时器还具有输出互补PWM、刹车控制等功能。而基本定时器可以实现定时产生中断的基本功能。

本次使用的LED连接在PA8上，查询F1的数据手册可知其可被复用为TIM1_CH1，即定时器1的输出通道1，可以使用该通道生成一个PWM。再使用定时器2生成一个周期性中断，改变PWM的占空比，生成一个占空比变化的PWM波，同时学**定时器的使用方法。

在HAL库中基本每个.C文件都对应了一个外设，里面封装了对该外设的各种操作函数，在文件中还有详细的注释描述其使用方法．例如定时器操作的源码就在stm32f1xx_hal_tim.c文件中，按照文件开始的注释中的说明，定时器或PWM生成的基本步骤为：

• 根据用途调用HAL_TIM_Base_MspInit()或HAL_TIM_PWM_MspInit()等函数进行初始化
• 使用__HAL_RCC_TIMx_CLK_ENABLE()使能定时器对应的时钟，设置使用的IO
• 根据用途调用HAL_TIM_PWM_ConfigChannel()等进行进一步设置
• 调用HAL_TIM_Base_Start()或HAL_TIM_PWM_Start()启动定时器
    u8 d- d  }8 f7 m9 o4 ?! P3 ?% F

3、代码编写

为了方便后续管理，我将GPIO的部分与定时器的部分分开，并且开启定时器2的中断功能。1、GPIO部分负责初始化PA8端口，并设置为功能复用。gpio.c与gpio.h内容如下：

1. // gpio.c
   
2. #include "gpio.h"
   
3. 
     M+ z/ Y  @" ~6 L; B5 Y. f
4. int GPIOInit(void)
   % n+ w/ Y+ M: q( h1 |
5. {
   
6.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
   
7.   __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
   
8. 
   , u/ W- ^* C3 a- G0 k
9.   GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_8;
   9 R" h8 x7 [" O4 m0 _# e
10.   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    & ~1 s# g. v8 r% d8 x8 `
11.   GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    
12.   GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    ) |' C8 b! j" [' J
13.   HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    
14. 
    1 e, G+ [2 v7 i& Y" C  G* `: @
15.   return 0;
    " ?% U$ _9 y" d) r/ a# h8 B
16. }

复制代码

1. // gpio.h
   
2. #ifndef __GPIO__H__
   4 u! _% R# y5 u" _# |
3. #define __GPIO__H__
   
4. 
   
5. #ifdef __cplusplus
   
6. extern "C" {
   
7. #endif
   
8. 
   . W) C  {# B0 u
9. #include "stm32f1xx_hal.h"
   $ v* G& S# u; e2 B# o
10. 
    8 ^2 ~2 q: |8 A
11. int GPIOInit(void);
    4 l. ]. {; i; ^( \9 o' b; G* r
12. 
    , b- e8 n1 w' E6 |8 r+ O% L5 B
13. #ifdef __cplusplus
    
14. }
    * P1 q' N  q* ], V0 ]: _6 m: b
15. #endif
    
16. 
    0 u7 n; v) P- a8 Z
17. #endif

复制代码

2、定时器部分负责初始化定时器1与定时器2，设定的频率分别为1kHz与100Hz，并且设置定时器1输出PWM的占空比。timer.c与timer.h内容如下：
0 L& ?, b, Y( A+ }+ u

1. // timer.c
   
2. #include "timer.h"
   : O! Z7 n+ P/ @9 Q: K0 A$ L" \
3. 
   
4. TimerDef timer1, timer2;
   
5. 
   
6. int TimerInit(void)
   * }% \; J2 K' L1 u
7. {
   ' }" {! Y0 I# G- {5 M
8.     TimerDef *tmpTim = &timer1;
   
9.     /* 1kHz */
   . m- L) x  ~  j
10.     tmpTim->TIM_Handle.Instance = TIM1;
    
11.     tmpTim->TIM_Handle.Init.Prescaler = 72 - 1;
    ( t# L( A) t6 S/ O: z, j3 a' r/ j
12.     tmpTim->TIM_Handle.Init.Period = 1000;
    , X: U* P, j5 U2 c
13. 
    
14.     __HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE();
    
15.     HAL_TIM_PWM_Init(&tmpTim->TIM_Handle);
    
16. 
    + Z* @* {7 u" X6 B& @' B
17.     tmpTim = &timer2;
    
18.     /* 100Hz */
    
19.     tmpTim->TIM_Handle.Instance = TIM2;
    8 T) Z! ^3 w) G* _7 N
20.     tmpTim->TIM_Handle.Init.Prescaler = 72 - 1;
    3 n& e8 D: N6 V# Z: @4 A0 R. C
21.     tmpTim->TIM_Handle.Init.Period = 10000;
    ; }+ U! {! `( v+ {7 i4 ?
22. 
    
23.     __HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();
    , b! Q; m& P2 d) z# E6 S( Q7 I
24. 
    6 Q7 @5 P7 e1 J* ?
25.     HAL_NVIC_SetPriority(TIM2_IRQn, 0, 0);
    
26.     HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);
    7 _" L' r$ ?  R9 N
27. 
    3 {& F4 J* u' V4 D4 k9 K6 N; }- {
28.     HAL_TIM_Base_Init(&tmpTim->TIM_Handle);
    ) g# g8 f" b: Y+ C+ ~
29.     HAL_TIM_Base_Start_IT(&tmpTim->TIM_Handle);
    
30. 
    
31.     return 0;
    & _3 s7 X( ~) E, w; T. e' [7 d
32. }
    7 q5 w# i0 M4 l: X
33. 
    0 G$ t& J  [% P# N; W
34. /**
    3 q5 p- L9 H- G. B' F% y$ ?6 G/ w+ h
35. * \brief Set the PWM config and starts the PWM output.
    0 J% _2 S: E2 ~0 O7 V
36. * \param handle Timer handle
    2 H; d) @- `8 E6 r; X, l2 @
37. * \param channel the TIM Channel
    
38. * \param duty the duty of PWM
    * _( E( q+ u2 b# |: q
39. * \return status
    ' b1 D6 L: \$ ?4 r& y4 l: A3 f
40. */
    9 p: R# o0 S! y1 D
41. int TimerSetPulse(TimerDef *handle, uint32_t channel, float duty)
    $ n- I2 O+ `- Z8 c1 l9 I
42. {
    7 O" v6 z% j4 k1 |( e2 c0 _$ b
43.     int t = handle->TIM_Handle.Init.Period * duty;
    $ m4 z% P. Q( c: t+ g- D
44.     handle->TIM_OC_Handle.Pulse = t;
    
45.     handle->TIM_OC_Handle.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
    
46. 
    
47.     HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&handle->TIM_Handle, &handle->TIM_OC_Handle, channel);
    " D6 n. F' r* a, p% V
48.     HAL_TIM_PWM_Start(&handle->TIM_Handle, channel);
    / g% Q: S8 K! [9 }6 x+ t" _
49.     return 0;
    2 Z6 z' Y# Z. B( e9 i7 e' Y- C
50. }

复制代码

1. // timer.h
   
2. #ifndef __TIMER__H__
   
3. #define __TIMER__H__
   
4. 
   % S8 L, P' t; I0 e
5. #ifdef __cplusplus
   
6. extern "C" {
   / Q  H9 w2 K8 \& V5 J& f
7. #endif
   ! O6 H0 y1 v1 G) j/ J
8. 
   4 v5 r# o$ W& \, D" }* U
9. #include "stm32f1xx_hal.h"
   6 D" l6 W  u. v) Z, f, S  k
10. 
    0 e2 _6 x; L/ B/ \" y$ u6 I- T) f
11. typedef struct TimerDef
    & O+ D$ }; q# I! O8 N9 i
12. {
    , H8 r% ~7 k7 ^
13.     TIM_HandleTypeDef TIM_Handle;
    
14.     TIM_OC_InitTypeDef TIM_OC_Handle;
    
15. 
    $ d: y" e) t& e
16. }TimerDef;
    8 T' f: S# E' N4 k% E/ K
17. 
    & m' ~1 v' y0 o1 M" e
18. int TimerInit(void);
    
19. int TimerSetPulse(TimerDef *handle, uint32_t channel, float duty);
    
20. 
    " ~, I! J' ?( P# l% i' c, x* M& O  `
21. extern TimerDef timer1, timer2;
    . q; b) C$ d) P1 B4 E1 f# I
22. 
    
23. #ifdef __cplusplus
    - p( K8 d" _& y9 \: P2 B. y2 T* I
24. }
    
25. #endif
    ; T: h/ P( b( _5 X2 Q4 E
26. 
    
27. #endif
    $ V: D1 [( }" s% _

复制代码

3、定时器2中断函数：因为上面开启了定时器2中断，所以需要自行实现中断函数。这里在中断函数里每次增加PWM的1%占空比，增加到100%后变为每次减小1%，减小到0后再增加，如此往复。
0 a0 C/ k4 h3 l! b/ o+ j- t

1. void TIM2_IRQHandler(void)
   0 L& Q1 A. S8 k5 [* a
2. {
   - A" F3 W: {6 l% ^! f
3.     static int duty = 0;
   + R6 ]( p+ w$ f1 k2 Q' f. q# c. w
4.     static int inc = 1;
   5 F+ W' N! x1 s: k$ c
5. 
   
6.     /* HAL库通用定时器中断处理函数 */
   ; H; K4 [' J$ U7 G4 G/ l$ d2 b+ q
7.     HAL_TIM_IRQHandler(&timer2.TIM_Handle);
   
8. 
   * r$ e, \" d$ f
9.     duty += inc;
   
10.     if((duty >= 100) || (duty <= 0))
    
11.     {   /* 当占空比到100或0时改变变化方向 */
    
12.         inc = -inc;
    5 A- q+ _1 U8 A) W" a4 ^
13.     }
    ) i% q2 g* x# O" S
14. 
    & G8 \2 p9 I8 H. z# W3 x, v
15.     TimerSetPulse(&timer1, TIM_CHANNEL_1, duty / 100.0);
    
16. }

复制代码

1 S$ O. P3 W* Y
6 ?4 ]/ w$ ^% p% N/ M3 D4、总结
至此我们就实现了呼吸灯代码的编写，我们使用了TIM1产生PWM驱动LED，使用TIM2产生中断修改PWM的占空比，让LED的亮度发生变化。

1 z9 c# W( M, k+ I) H/ x1 p

! r/ j6 J% x8 o# ~' g% E通过示波器可以直观的看到该PWM的占空比是时刻在变化的，本期代码可以在文后网址中下载。下期我们来聊聊串口的使用，扫一扫下方二维码关注我，我们下期再见。

) }0 }& d& i$ ?$ M

& J( K' D, V6 f; D3 a# m1 C5 e
$ L5 l6 A" k2 o, p2 b, v转载自： 嵌入式技术栈
  F! ^6 L0 e6 E1 x; o4 K* F4 D+ G, U1 v; P( m如有侵权请联系删除
5 b7 u5 W/ W5 [+ [6 ]- \) z
5 b$ i' o- i  Y, ?