本文分享STM32之PWM波形输出配置总结。
/ H/ `2 E' Y* }4 U0 L! D
0 n. d4 c2 I0 I8 K( J8 Q4 b1 V; y9 {一. TIMER分类:3 h5 e( n/ y% m0 }: h
/ ]+ `& c2 |* W* ] S
5 o) a+ \) }3 I7 ?* n9 JSTM32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。- q: o. [6 H$ s) N( s4 a9 ^8 m
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。( {& U! Q- m$ g' B. P! F
0 X/ k! v0 h7 f2 s# | I二、PWM波形产生的原理:
# @. a5 f: O# u* O; K) q2 U& Q, U9 H
9 \. ^$ V. d; s0 K5 m* }; S. N# Z, R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。" d$ V5 c, f1 t( b: U
6 y" {, {& @% c* l% S3 ?+ U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。3 Z5 t @- {& W6 c4 F
; x) N B1 u2 L0 }- t! s6 t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)。/ r- n0 l: T) R9 s1 |
3 W( R6 k, @$ C" }
5 m% `% c; L1 v5 _: Q' a d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) 。4 w! Y' \9 T4 P3 o b o
$ Y5 d! p. Q# m+ [$ [- s9 E# [+ I三、STM32产生PWM的配置方法:4 }) K" C% b2 C- [- k$ G
3 ?' l7 q( z+ J2 `, {
! z+ u# ^4 \$ ^ F1、配置GPIO口:
) c( @8 [( v9 ^
# l- q7 v9 O" }! g2 l+ |7 [; D5 ~9 b, n) E6 k
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:
' Y+ b- w* Z' M
0 e6 V0 y8 j. p- }2 s
q, Y& |* a/ p! a Z a.定时器1的引脚复用功能映像:$ ?2 q4 R, e5 v: q& G
b.定时器2的引脚复用功能映像:
$ U. \9 H5 Z# Z/ [ F+ w c.定时器3的引脚复用功能映像:* s; `1 Z' X- u9 b9 l
d.定时器4的引脚复用功能映像:
7 ]) h8 m7 w, _1 v$ l; s4 E7 F8 T+ s1 E
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:
+ \8 {! x- k( X, g- GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//定义结构体; ]$ i. n* q$ s
- RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);//使能GPIO外设和AFIO复用功能模块时钟5 _) a* l( w0 O' p3 N7 f' Z
- GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE); //选择Timer3部分重映像 1 C8 Q+ M; z* R2 P) |
- //选择定时器3的通道2作为PWM的输出引脚TIM3_CH2->PB5 GPIOB.5
J. B% x; q5 B, o4 \3 i - GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //TIM_CH2
' L! r1 R; }0 ?3 P4 g9 [; C - GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽功能
& i4 B' h7 P* w. [ - GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;) Z' t1 m/ W( `! L+ N% W* D
- GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化引脚
复制代码 2、初始化定时器: ; d: V2 Z3 c/ `
# F. W2 u7 P6 n1 K% t5 \) l: J- TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;//定义初始化结构体3 F, d; i9 W7 g P, r
- RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //使能定时器3时钟9 g- G& c* U5 G+ P( ~: K: L- R |, V
- //初始化TIM3, H y, }' G t, p; b
- TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //自动重装载寄存器的值
% X! K" ?( y! S, n* g$ Q - TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //TIMX预分频的值& J: I+ f1 A: |* E; j, v$ M
- TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //时钟分割; |/ [5 W, N4 d
- TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计数
, Y* M# Q) @4 V2 m0 a - 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:) t+ W1 Q# C J0 ?7 Y5 W# x3 Y
- TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;//定义结构体- L9 {$ ^% M/ j T6 h2 D) q7 K2 J, Y
- TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;//选择定时器模式,TIM脉冲宽度调制模式2
* q2 f4 i4 O2 s% a" d. Y) |7 m - TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;//比较输出使能
9 a/ J( Q4 ?& \2 L, c) x/ d - TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;//输出比较极性低1 C: o0 s4 Y# [( n0 k
- TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);//根据结构体信息进行初始化
- }/ a5 N; v8 b7 d8 t7 F( v, i# U - 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:
9 i) I& a! ^: T; D( A6 [ Q0 O- 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:# q' b4 y% H5 c& G# [/ |/ e
- 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:. }# Y. v+ F7 @; H. h' F2 {
编写一个函数:- a" [& P' \# ]* n- ?+ ]
- 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:# l# M. R; o$ U+ J$ q: E; U, O
- % g& ]5 Z9 Z( y8 M; a
- int main(void)9 b+ ?' d7 S1 [8 L
- {
8 `( d4 i1 y& i - TIM3_PWM_Init(9999,143);//频率为:72*10^6/(9999+1)/(143+1)=50Hz
! y6 X' h o* @- `* W' R+ K - TIM_SetCompare2(TIM3,4999);//得到占空比为50%的pwm波形
: |1 U" X1 f2 _ - while(1);
: U9 F3 P& A$ }% t2 U- R - }
复制代码
! Z# ]0 N- M4 l' r0 T/ g' c" y6 d. h9 m; X% I
; i! t+ ~# J! v) K- i; A% @# ?
- U. x2 i3 H- M2 ]* W' L% i |