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。
" d6 a9 l6 N) P
1、什么是PWM
* H2 u! E9 K4 G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：


5 M9 x3 f7 ?$ @: z% s  g( T


PWM的输出等效电压计算公式为：
+ }0 D" V. g( e* ~6 O, R2 s

2 B) Y3 @1 V5 k
; n5 Q1 M! ~- M0 k6 R7 r8 Z
- j" y2 S5 C2 _3 X6 z. ?4 K
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。
4 B4 t  x4 c# Y$ Z0 O

4 h  X* h  c  Q' [% z+ q! C- t, l
( T# f" F9 ^% j" f
2、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。

* K; d7 ]& Q7 }

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
  

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"
   6 H, T+ ^  z: ~0 g) ~2 A, z$ W2 t
3. 
   " W8 V0 N+ J0 m7 e/ Y( S, w" L
4. int GPIOInit(void)
   $ A# ~+ U% J; ]$ Y
5. {
   0 \2 ]" H8 A: m2 I  |
6.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
   
7.   __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
   
8. 
   ( Q4 |: D  N$ a, t- m$ V$ P9 i# k7 T
9.   GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_8;
   . U9 [+ @% A/ d8 f: i
10.   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    ) O9 o. e/ B* n" {3 J, Z  `0 L
11.   GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    4 r0 @% Q6 B* [) u) n. s8 Q( y
12.   GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    
13.   HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    + i3 w  H, q+ G9 B# j- y2 O% J! o
14. 
    
15.   return 0;
    & d0 V2 C6 m2 \% \6 Y
16. }

复制代码

1. // gpio.h
   
2. #ifndef __GPIO__H__
   % G* Q( r& d) ]6 _% l: G) ~- _1 ~
3. #define __GPIO__H__
   7 A/ |5 \$ o6 L! K- ]7 v6 v
4. 
   
5. #ifdef __cplusplus
   
6. extern "C" {
   
7. #endif
   & {+ ^+ K) ^- W1 L! i1 x
8. 
   6 h) ?! E7 l3 A+ [1 j1 W
9. #include "stm32f1xx_hal.h"
   ; ]2 y- O, y2 G, @, A. A) T
10. 
    9 ?9 d' X0 F, u+ ^% J
11. int GPIOInit(void);
    
12. 
    - B' [6 `( U) E' C' t; Z
13. #ifdef __cplusplus
    
14. }
    * v; T. Q! o  Q
15. #endif
    , ]2 ]/ |5 p9 i
16. 
    7 f+ w1 }" v7 V+ T0 Z/ H5 }
17. #endif

复制代码

- \0 A% o) C0 {, D! P7 L# U2、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：

1. // timer.c
   
2. #include "timer.h"
   
3. 
   
4. TimerDef timer1, timer2;
   * a' n6 |6 Y  k) P' S
5. 
   # }& K% G: u- r/ \% w* ~
6. int TimerInit(void)
   
7. {
   
8.     TimerDef *tmpTim = &timer1;
   % l# O: \& ~5 E" T& b5 V$ S7 }
9.     /* 1kHz */
   
10.     tmpTim->TIM_Handle.Instance = TIM1;
    4 J; }% C6 U( f+ x4 y
11.     tmpTim->TIM_Handle.Init.Prescaler = 72 - 1;
    
12.     tmpTim->TIM_Handle.Init.Period = 1000;
    
13. 
    
14.     __HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE();
    
15.     HAL_TIM_PWM_Init(&tmpTim->TIM_Handle);
    ' e. Z. h3 N! o3 _% S$ G( x
16. 
      ]9 |1 T6 L" [
17.     tmpTim = &timer2;
    
18.     /* 100Hz */
    
19.     tmpTim->TIM_Handle.Instance = TIM2;
    
20.     tmpTim->TIM_Handle.Init.Prescaler = 72 - 1;
    
21.     tmpTim->TIM_Handle.Init.Period = 10000;
    
22. 
    ) R4 {8 T6 A( R, M" I  v4 X4 U. i
23.     __HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();
    0 V" L2 F9 W. u8 w/ E7 a
24. 
    0 T  G, `  d6 _1 f- [# G% s
25.     HAL_NVIC_SetPriority(TIM2_IRQn, 0, 0);
    - m* }2 v. S2 R" P- _' \
26.     HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);
    . X/ o4 W$ e6 x% |
27. 
    8 g. A4 [5 a/ Z* E) M5 q& c- C* f
28.     HAL_TIM_Base_Init(&tmpTim->TIM_Handle);
    ) q* h2 L+ H1 F! t" `
29.     HAL_TIM_Base_Start_IT(&tmpTim->TIM_Handle);
    
30. 
    - d5 A+ n% k: G2 h
31.     return 0;
    
32. }
    
33. 
    0 F0 _  D/ c# `! W# `# j
34. /**
    
35. * \brief Set the PWM config and starts the PWM output.
    6 q+ Y4 L" K1 O- Z% S
36. * \param handle Timer handle
    3 d+ l( \+ @, [0 `
37. * \param channel the TIM Channel
    
38. * \param duty the duty of PWM
    
39. * \return status
    : Y& k2 b. M' q: Z$ W
40. */
    
41. int TimerSetPulse(TimerDef *handle, uint32_t channel, float duty)
    
42. {
    
43.     int t = handle->TIM_Handle.Init.Period * duty;
    * ~( u* `% ]( H* v
44.     handle->TIM_OC_Handle.Pulse = t;
    0 Q8 S# z6 V5 V) r" g4 Y
45.     handle->TIM_OC_Handle.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
    
46. 
    
47.     HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&handle->TIM_Handle, &handle->TIM_OC_Handle, channel);
    
48.     HAL_TIM_PWM_Start(&handle->TIM_Handle, channel);
    1 S( O6 X# w' W5 E, _6 s2 S
49.     return 0;
    
50. }

复制代码

1. // timer.h
     H+ @* r& o! e$ z
2. #ifndef __TIMER__H__
   
3. #define __TIMER__H__
   5 E  t6 \6 q' Z5 c1 [4 U6 @
4. 
   
5. #ifdef __cplusplus
   6 @+ o# a( {% f
6. extern "C" {
   & _. D7 S# L7 E& E9 l" r0 \
7. #endif
   ; g4 y: U; k5 U1 f8 t
8. 
   
9. #include "stm32f1xx_hal.h"
   0 [7 m0 p. T* H" x
10. 
    9 |& n4 x, _- v# p
11. typedef struct TimerDef
    % c3 ?& u  V; p1 R7 M& F' m
12. {
    ; _5 `7 ^  g; V3 z$ ]+ f+ ]. L& s
13.     TIM_HandleTypeDef TIM_Handle;
    
14.     TIM_OC_InitTypeDef TIM_OC_Handle;
    
15. 
    " _; n5 r( ?3 [5 J* c3 D1 G5 i0 g. _
16. }TimerDef;
    
17. 
    
18. int TimerInit(void);
    1 P' q1 b3 l) E8 h- S" h
19. int TimerSetPulse(TimerDef *handle, uint32_t channel, float duty);
    
20. 
    ( c* U) {0 r, i, ~
21. extern TimerDef timer1, timer2;
      F2 C) _4 a% C( O. `# A% O
22. 
    
23. #ifdef __cplusplus
    . `3 ~. X6 F" d1 u5 b
24. }
    # O" n6 s- r+ a+ O2 Z0 F/ T& h
25. #endif
    9 d2 @, M- J* R* ]% I
26. 
    4 u8 Q; m7 O4 u6 o
27. #endif
    

复制代码

5 [; q! p$ N6 E. x2 W  L: _6 G( T
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。

1. void TIM2_IRQHandler(void)
   % K( n) {8 M1 J: d8 Q: {2 b
2. {
   5 @0 @& R( x2 D: }* ^
3.     static int duty = 0;
   
4.     static int inc = 1;
   . Y2 A. t: X$ X
5. 
   
6.     /* HAL库通用定时器中断处理函数 */
   - |- f( Z! u$ l9 O% j( f3 p/ ?5 h8 a) L
7.     HAL_TIM_IRQHandler(&timer2.TIM_Handle);
   ( z& ?( p, A! ^3 s$ E
8. 
   5 T, d$ z* z& F2 J, t$ L4 _
9.     duty += inc;
   & D# |4 C5 t$ D9 a  F
10.     if((duty >= 100) || (duty <= 0))
    
11.     {   /* 当占空比到100或0时改变变化方向 */
    # u' n# r& k5 F5 p- ^, J/ C
12.         inc = -inc;
    $ D, s2 d2 M# B9 ?+ R! a
13.     }
    - ^% T- [2 P7 I% J
14. 
    - g# E! v- n- u& g' q) Z
15.     TimerSetPulse(&timer1, TIM_CHANNEL_1, duty / 100.0);
    4 o% P6 z! W: m; u% l
16. }

复制代码

6 ]* |& ]/ Y4 U7 F
4、总结
& g! O0 F/ I/ q& y3 y6 r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。
: w2 D& w4 ^- \7 ^( \: w/ q
" _4 i' d( R/ k; j& o' f

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。

( m0 e! z7 ^8 I# H7 J4 F* X- ]

2 |9 W6 z- L, }! B( n- P
7 m+ C9 f8 A% C+ U# E; A
& o  P/ u3 f1 A7 V& d转载自： 嵌入式技术栈
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7 D/ e; T$ j: E% z! n
% P* }. Q/ |7 \+ a* _- j8 ]* Q8 @3 P
) ~* V1 X4 R; {6 G0 i( k