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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。
2 \% o( u  X8 |# k4 O2 o+ G
设置一个led二极管的定时器及通道, 1292842-20191116141149909-1358633723.png

! {  [+ e5 s+ f9 U/ R* g& v$ Z) Z, A
在定时器设置中设置通道1为PWM,
. b& M% J. b$ |; U
1292842-20191116141241167-803532773.png
: O9 B+ V5 M% O1 ~, v( X9 M6 C5 Q- `1 ?/ j" V) Q
设置分频和计数

  [& L; U4 g& r# ^) C 1292842-20191116141343325-1039840382.png
" |; H, s# X! U6 {' z/ f9 k; U4 i
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。

, a6 w; I& `  ]! Y' Z# h* `0 { 1292842-20191116141514462-1578195769.png 0 |& I& |- d' ?4 Q
1292842-20200522105821088-2104337741.png ) p1 q8 s/ q2 F- A6 ~6 d
+ {/ `4 Q* {8 K9 q" }
1、Mode(PWM的模式)
该选项中有PWM Mode 1和PWM Mode 2两个选项
5 K3 `$ H: B, R: I9 w0 g# kPWM Mode 1 :正常理解的PWM波
结果为:
( y# G5 T* c) h7 \$ x5 z  G
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:
+ i  y( d2 P. v# Y5 Y3 `7 H$ q% j
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。

) F9 y6 r: \6 i* L
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:

6 X1 N! g$ S' z
$ ~% u& [6 P! w* o$ O% Y9 k  y$ d
当CH Polarity为Low时,结果为:
% a) Z5 G1 o0 {( s6 K. t
* e7 k( f0 O! g9 Z7 a

6 y/ O% {4 V+ V
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
+ K- `/ |2 h1 u, I6 N2 i' z7 |
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。

1 Q# r+ O8 E1 w
初始化完程序后,需要在程序中打开PWM的功能。即
1292842-20191118164747540-1471120253.png
! x3 g* o- M! b9 [
* z2 Q5 i% J1 V) K. m
还需要用到一个设置占空比的函数
7 n  \/ u. d+ N, O7 g( K" w
1292842-20191118164920137-1842912555.png 6 h- C3 D) `$ s9 `& K6 d9 {
- W2 |7 X: K7 L6 g3 {2 `
改变第三个参数的值,可以设置对应的占空比。

! ]: K6 {7 E- U  W, T' C
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) L# R$ v4 t/ p5 K) Y% @6 X- ?
呼吸灯的话可以写成如下算法:
  
1292842-20191118165011179-634266151.png
2 n$ q5 C! ?) K1 Y- X
即完成PWM在HAL库中的应用。
0 b: L0 S, a8 r8 ]# B) v
0 ^# s# V7 z5 @: \# I, c  h' P% t
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