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[经验分享]SMT32的PWM波形输出配置的大神总结

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STMCU小助手 发布时间:2021-9-23 10:37
本文分享STM32之PWM波形输出配置总结。
3 E% D! N6 [4 G0 h6 [. k# Q$ f! y& J# S% L$ [6 A
一.   TIMER分类:
3 H. d- A( l& V2 d, ~
$ e* v2 u+ B/ J8 N* B

; P- f6 {' B& G/ tSTM32中一共有11个定时器,其中TIM6、TIM7是基本定时器;TIM2、TIM3、TIM4、TIM5是通用定时器;TIM1和TIM8是高级定时器,以及2个看门狗定时器和1个系统嘀嗒定时器。其中系统嘀嗒定时器是前文中所描述的SysTick。# [; Q0 ?& _# B! _4 n
13.png
其中TIM1和TIM8是能够产生3对PWM互补输出,常用于三相电机的驱动,时钟由APB2的输出产生。TIM2-TIM5是普通定时器,TIM6和TIM7是基本定时器,其时钟由APB1输出产生。, w2 ~# E' \! [! @

) p( `. E( U. d4 t0 |7 k二、PWM波形产生的原理:
  Z- x$ f$ e/ I5 @
! k$ y4 u: I; P  |3 v: Z
" ]( I9 g1 `3 J, `  u
通用定时器可以利用GPIO引脚进行脉冲输出,在配置为比较输出、PWM输出功能时,捕获/比较寄存器TIMx_CCR被用作比较功能,下面把它简称为比较寄存器。6 N8 v. C' x6 X' n' h+ ]  @9 D& z

6 b8 f1 ]3 |2 s6 L这里直接举例说明定时器的PWM输出工作过程:若配置脉冲计数器TIMx_CNT为向上计数,而重载寄存器TIMx_ARR被配置为N,即TIMx_CNT的当前计数值数值X在TIMxCLK时钟源的驱动下不断累加,当TIMx_CNT的数值X大于N时,会重置TIMx_CNT数值为0重新计数。
+ M4 c5 _# @- A  Z9 i) x0 i
& B+ x4 T: R; _: W1 O+ {" `& n而在TIMxCNT计数的同时,TIMxCNT的计数值X会与比较寄存器TIMx_CCR预先存储了的数值A进行比较,当脉冲计数器TIMx_CNT的数值X小于比较寄存器TIMx_CCR的值A时,输出高电平(或低电平),相反地,当脉冲计数器的数值X大于或等于比较寄存器的值A时,输出低电平(或高电平)。
4 c5 S0 z5 w- P% u5 m+ v' x+ h$ w) S

2 U; `$ ^6 i, W! c( f& E- G如此循环,得到的输出脉冲周期就为重载寄存器TIMx_ARR存储的数值(N+1)乘以触发脉冲的时钟周期,其脉冲宽度则为比较寄存器TIMx_CCR的值A乘以触发脉冲的时钟周期,即输出PWM的占空比为 A/(N+1) 。1 d6 l1 a' u  a, e+ o" V# F
( _- k  `& h7 V$ g! x9 S
三、STM32产生PWM的配置方法:
% k% p, `( |8 H% Y/ ^" V8 c2 S9 ^; c4 \7 i! m! S
. ?2 B5 [6 O; |$ r3 A
1、配置GPIO口:0 U" Y$ J- ^/ K
# p  b( ]+ j" s  p/ U6 R

! |- P$ o8 J9 H$ U  配置IO口的时候无非就是开启时钟,然后选择引脚、模式、速率,最后就是用结构体初始化。不过在32上,不是每一个IO引脚都可以直接使用于PWM输出,因为在硬件上已经规定了用某些引脚来连接PWM的输出口。下面是定时器的引脚重映像,其实就是引脚的复用功能选择:3 L* S8 e6 C' u9 Y
7 i( S0 U" S* Q- x5 P4 X1 F

' N0 j; p+ X1 z  a.定时器1的引脚复用功能映像:/ N6 X! f; B% ^/ a5 y& w+ _
14.png
  b.定时器2的引脚复用功能映像:
& L! ~; L5 {( {
15.png
  c.定时器3的引脚复用功能映像:# a( `" Q( L9 T6 c
16.png
    d.定时器4的引脚复用功能映像:
% z# R9 A) X3 P& b2 R
17.png
% ~% q8 o# j6 n0 t  u$ C
根据以上重映像表,我们使用定时器3的通道2作为PWM的输出引脚,所以需要对PB5引脚进行配置,对IO口操作代码:  O; q$ s* I% ]. Y
  1. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//定义结构体) J9 D% w) s7 Y/ i0 ^- ]: ]2 a" ]
  2. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB  | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);//使能GPIO外设和AFIO复用功能模块时钟
    2 U. a* y/ f# ]- _1 d7 Z
  3. GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE); //选择Timer3部分重映像   
    2 ^5 [, p; `- q! r
  4. //选择定时器3的通道2作为PWM的输出引脚TIM3_CH2->PB5    GPIOB.5
    6 W7 x/ a8 M8 l( T. W7 J( i
  5. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //TIM_CH2
    8 V0 s' \9 M7 Z5 O' R  s
  6. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //复用推挽功能
    6 C: z  O) U: ^
  7. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    4 x+ I( F/ j4 a: M* I* |
  8. GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化引脚
复制代码
2、初始化定时器: 
' A2 N; `! d" P: ~, ~
  1. 2 ?$ x' q1 a$ E" U8 \' v/ c
  2. TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;//定义初始化结构体7 Y  F9 y' \: V( Y3 r- q' d2 s
  3. RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //使能定时器3时钟2 x* s0 n+ F2 R  e; w$ j7 ]4 E3 R7 |# V# n
  4. //初始化TIM3: V6 @9 T4 W. I, \4 i
  5. TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //自动重装载寄存器的值
    1 K4 w- n6 u; }" L* v8 x  p
  6. TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //TIMX预分频的值7 D0 u% H8 Z2 h4 m6 P5 g7 m6 g. k
  7. TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //时钟分割
    $ p; d" a9 T/ T' g
  8. TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //向上计数: U( I4 p- ^4 V
  9. TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据以上功能对定时器进行初始化
复制代码
3、设置TIM3_CH2的PWM模式,使能TIM3的CH2输出:
  v- s- s* ?" q! F7 l- q
  1. TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;//定义结构体
    $ B! W8 b" P* ~8 ^% F  j! t
  2. TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;//选择定时器模式,TIM脉冲宽度调制模式2
    ( N; Z* V& C3 n2 S
  3. TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;//比较输出使能
    + d( z1 _9 ]8 `: t! ^5 V
  4. TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;//输出比较极性低  N+ z0 ]* G4 b* H3 l$ N
  5. TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);//根据结构体信息进行初始化
    / J' V6 f' v! B9 A
  6. TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);  //使能定时器TIM2在CCR2上的预装载值
复制代码
4、使能定时器3:! N( Y) S2 r% |: e1 \
  1. TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  //使能定时器TIM3
复制代码
经过以上的操作,定时器3的第二通道已经可以正常工作并输出PWM波了,只是其占空比和频率都是固定的,我们可以通过改变TIM3_CCR2,则可以控制它的占空比。修改占空比的函数为:
2 e, L$ v6 e5 n& Z7 E, j
  1. TIM_SetCompare2(TIM3,n);  //n不同,占空比不同。
复制代码
5、修改pwm波形的占空比:* W; D7 S1 `( J, c4 H
编写一个函数:
1 b5 ]$ ?) J4 W+ F4 m. G
  1. void TIM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc);
复制代码
将以上所有的代码都加进来这个函数中,只要在main函数中调用该函数进行初始化,然后使用TIM_SetCompare2()函数修改PWM的占空比就可以在PB5脚得到需要的PWM波形了。关于频率以及占空比的计算方法有以下例子:) Z" u  [" z2 b6 w( @( b
  1. ; S1 U* R0 e. J, Q
  2. int main(void)0 ]6 ]: k. j) w8 ?2 D
  3. {# c2 z+ k( e  o1 \4 f9 m
  4.   TIM3_PWM_Init(9999,143);//频率为:72*10^6/(9999+1)/(143+1)=50Hz
    , F) l8 k' a+ I# m" b; K' A5 ^
  5.   TIM_SetCompare2(TIM3,4999);//得到占空比为50%的pwm波形
    ) J$ M# b# {2 G# Q! k) c8 Q
  6.   while(1);
    5 i% h: {% p  C6 Q7 P$ B
  7. }
复制代码

4 j9 T% M+ ]! ?; G2 h7 i
" q% |5 j. I$ w' [/ n
- a9 V. U# s2 ]- u2 [/ I0 q  n0 c
1 G' i1 ?* ?3 V" j
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