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【经验分享】STM32对HAL库的PWM控制

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STMCU小助手 发布时间:2022-2-9 21:30
要实现的是用PWM实现呼吸灯的效果。
先简单说一下原理,比如对一个电灯来说,你在1秒内,打开开关0.5秒,再关闭0.5秒,如此反复,那么电灯就会闪烁,但是如果是1毫秒内,0.5毫秒打开,0.5毫秒关闭,由于视觉暂留作用,也可能由于灯光的亮灭速度赶不上开关速度(还没全亮就又没电了),于是人眼不感觉电灯在闪烁,而是感觉灯的亮度少了一半。同理,如果是0.1毫秒开,0.9毫秒灭,感觉灯的亮度就只有1/10了。
然后我们在cubemx中进行设置,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。而通用定时器也能同时产生多达 4路的 PWM 输出,这样, STM32 最多可以同时产生 30 路 PWM 输出。

& ~# f, S( N/ G
设置一个led二极管的定时器及通道, 1292842-20191116141149909-1358633723.png

* N$ w4 a4 }5 K8 T; d4 M
在定时器设置中设置通道1为PWM,
' K3 k; c; `1 z
1292842-20191116141241167-803532773.png / K+ d' A& p' D1 k9 I2 |
# P! j+ m! n/ Z7 q* ~. ^; e
设置分频和计数

% m" |. Y( ]5 H6 F+ H 1292842-20191116141343325-1039840382.png ( q2 L  w0 p; n' w
5 D( \. R* H  `: z& {
以及通道有效的高低电平,我这是低电平二极管点亮,所以设为low,这个不能错,不然不亮。

7 |3 y! B) K$ ]1 [$ J& J+ }) t 1292842-20191116141514462-1578195769.png
" Y( }/ i! |# F; J: B1 g 1292842-20200522105821088-2104337741.png - Z% m5 R$ t2 G' `
4 x' F4 d0 S0 O
1、Mode(PWM的模式)
该选项中有PWM Mode 1和PWM Mode 2两个选项- A. k4 G5 [; K8 t( d
PWM Mode 1 :正常理解的PWM波
结果为:2 t- E- K1 }( {8 j% v
PWM Mode 2 :与PWM1模式互补的波(PWM模式1为高电平时PWM2为低电平,反之亦然)
结果为:
+ O% k# c2 [( E, f6 A6 p
2、Pulse(脉冲宽度)
Pulse16位二进制数,可以输入范围为0-2^16等于 0-65535的10进制数
改变Pulse就是改变PWM的初始脉冲宽度。
7 I1 N. H, t& u& J, Y
3、FastMode(快速模式【ENABLE/DISABLE】)
不用理。
4、CH Polarity(频道有效电平【High/Low】)
顾名思义,这个参数就是控制有效电平的,因为有一些芯片的处理需要的是高电平有效,一些是需要低电平有效,为了在提高STM32适应性的同时不把我们程序猿的脑子搞乱,就有了这个设置,以下是实验效果
当CH Polarity为High时,结果为:

* A0 ?, m' u2 ^) d/ E/ d) S, ^! ]0 B0 [3 I  `4 C2 u
当CH Polarity为Low时,结果为:

, j7 n) H4 I- P1 W7 _" U  c1 G+ k7 h' R+ }- l. S$ ^

% t. I! G9 j% X8 o3 ~/ Y
5、CH Idle State(空闲状态【Set/Reset】)
同样顾名思义,CH Idle State为该频道PWM不输出时的状态
3 ]" v) m( i" `' g. T
这里比较重要的是分频和计数,上一节定时器中断的参数设定也可以知道,t为两者相乘除以对应的时钟频率。 频率是t的倒数。由时钟树可以得知时钟频率是72Mhz。
这里涉及到一个点,呼吸灯,当 PWM 周期太慢(低于 50Hz)的时候,我们就会明显感觉到闪烁了。因此, PWM 周期在这里不宜设置的太小。
频率f即PWM周期,即f = 72M /72 * 1000, 至于分频和计数具体是多少,个人认为是多少都行,只要他们的乘积符合条件。 一般来说,我会把分频设置为时钟频率的因子,便于计算。 然后计数的大小,大的话,可调节的PWM占空比就更加精细,越小就比较粗糙,一般设1000吧。
! V; a' p+ S; ], R) q8 Z1 \
初始化完程序后,需要在程序中打开PWM的功能。即
1292842-20191118164747540-1471120253.png / o/ Y# A/ T4 @' h+ q, W

2 R2 t2 j; o4 e1 X5 Y
还需要用到一个设置占空比的函数
: G' O4 l: T/ V8 b
1292842-20191118164920137-1842912555.png
. z6 i. t" l% m& ^
& y7 x/ i" L* ^2 k+ ^
改变第三个参数的值,可以设置对应的占空比。

) T4 F5 Z* L& y
占空比 = Pulse / Period,这里Period设的1000,Pulse 可以通过上面函数设置,也可以在PWM初始化函数设置。
' X' D' R8 T) U* |7 b' K/ ?! e1 V; ]
呼吸灯的话可以写成如下算法:
  
1292842-20191118165011179-634266151.png

3 Y% b  t, U& C% q
即完成PWM在HAL库中的应用。
0 h8 h+ }4 G% a. c! w5 h7 n+ x5 z
$ J* O0 I7 `1 ~2 w
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