本文分享STM32之PWM波形输出配置总结。
1 R+ `9 Z- z- f4 ]
5 q2 ?- H$ ^& n7 ]6 |4 t1 f一. TIMER分类:
9 i# V1 N1 K7 ^4 \* x/ c: i$ `. h5 n/ \: E
8 s T/ S- Z M9 D1 [/ W
STM32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。0 s5 Y4 c) w9 E. n. a, X1 x' T
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。7 @+ [! B8 S& X# f3 ]% V4 P
5 V' n% d, N' |
二、PWM波形产生的原理: C7 c/ W# Q- {6 h: l
. \2 ?- K0 P8 @' @2 {
, U7 E' \! x: e- _8 _7 H
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。
* [- S5 [! E/ \6 L. ~! c3 P3 V! @
! ]* I w- {7 P3 Y7 v; A9 Z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。0 x9 P0 r* y, T. {. H) u$ e q
" h: o5 ]+ {1 r9 h! G+ b# Q
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)。: M. ?2 m9 C5 @" d% K, y
1 `2 D' S+ Y% a; {7 Z P* A/ y! B
7 p. J% `0 y' ]' L3 s. 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) 。
. N/ v8 _* D4 |1 q! r& t! p% P; [, Z( e# n0 ^9 q
三、STM32产生PWM的配置方法:
E4 k2 h2 h- a( A/ M' T- [/ d- p8 c4 f. X5 i
' g9 Z9 O; v2 |8 r
1、配置GPIO口:) s- B9 l" f6 M: B! K( k
# u7 X6 C, w& j1 k4 n) l
% @. k$ a( A# R! O' |6 c7 n6 _
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 x0 f3 P2 P0 ?
7 A/ k3 [- I- w% X o* J& o- f# F
0 X7 |, u( |0 f a.定时器1的引脚复用功能映像:
1 Y) w& J4 x7 L: C' ~ b.定时器2的引脚复用功能映像:
2 F! w5 E' N4 j/ U/ v1 B c.定时器3的引脚复用功能映像: h. o5 _, ~. ^) Y; ~
d.定时器4的引脚复用功能映像:
" d8 c' }: D7 P m0 O5 }+ |9 G
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:3 @$ o. e, g$ C5 R0 J: u: }. T2 c
- GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//定义结构体( h+ b9 I8 \7 j9 K ~
- RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);//使能GPIO外设和AFIO复用功能模块时钟- q F. X! D0 [4 j1 X0 O) d
- GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE); //选择Timer3部分重映像 , D9 W, g7 V4 H& ^$ @0 I4 K
- //选择定时器3的通道2作为PWM的输出引脚TIM3_CH2->PB5 GPIOB.5
1 K, A3 _- v# k/ v - GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //TIM_CH29 T5 `; X& m. b* u
- GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽功能5 |# W* V+ P. r
- GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;4 h7 W$ c2 v2 {1 P& a \
- GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化引脚
复制代码 2、初始化定时器:
; H; b. Y+ Y1 c+ w( Y+ e
" l: v" k# Y8 e4 ~, q5 \4 P/ }3 p- TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;//定义初始化结构体1 A, o* L. f8 q* s3 c5 z
- RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //使能定时器3时钟
& r: ?: d0 Q+ m2 D - //初始化TIM3
7 t' M* e, \; |3 W) O5 H1 b - TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //自动重装载寄存器的值
3 b Y# v! Z' d6 P, y - TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //TIMX预分频的值
3 d: ~+ `% @4 i; F6 |& U - TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //时钟分割( B! d" ?3 ]) l V! q: o
- TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计数3 Z7 @4 C1 L" z4 I
- 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:# e1 k) v* W& N/ ~" T
- TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;//定义结构体) D1 D6 f" ?: C# [
- TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;//选择定时器模式,TIM脉冲宽度调制模式2
; x/ ^, k o5 j: j - TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;//比较输出使能
$ |- _, q A/ Q7 c+ B$ C - TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;//输出比较极性低
! [! A. J; p- b4 V: X - TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);//根据结构体信息进行初始化" x8 H& G- O9 P3 R
- 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:
- u g6 R, q6 {3 D9 A- 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:
+ i, U6 L l i! @ Z1 X- 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:. N* }1 P& j ?% c9 T
编写一个函数:
, D! w |# @2 j% X7 w; 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:
% {0 Z! d, d3 P W6 S5 M
# h: E+ \1 H' K$ Z6 e# O6 ]8 e- int main(void)
, {6 m5 l6 {1 V! e1 U - {
; c/ y% R8 f `9 K& w- t3 t - TIM3_PWM_Init(9999,143);//频率为:72*10^6/(9999+1)/(143+1)=50Hz
" ]- `* Y2 m k+ G4 u1 R. e - TIM_SetCompare2(TIM3,4999);//得到占空比为50%的pwm波形; Q1 A9 o$ N: u8 r
- while(1);; P" u$ X2 Z/ Z
- }
复制代码 p4 Z5 M7 v) V- ]- D6 U8 s
. ~* C3 K0 I1 D: b) F
x1 i' i. g/ p0 e' x
0 [ Y4 Y) c$ ~: Q* l |