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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。
( K7 [) D& s3 \3 w5 l- u
设置一个led二极管的定时器及通道, 1292842-20191116141149909-1358633723.png

( x4 c( Q' q5 s( `, n4 i$ f0 b4 f% W
在定时器设置中设置通道1为PWM,
" Z4 s0 @' ^7 A" S  j
1292842-20191116141241167-803532773.png
  R! ^" ~$ h5 O. J; e3 v
. B* D1 K) l3 g, J
设置分频和计数
( c! t" M; \# E  Y1 ?9 i
1292842-20191116141343325-1039840382.png ; F' h5 N1 B: ^- P6 m
4 Q8 \' h$ N5 c/ Q8 d$ G1 A
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。
0 a5 L8 A# R  d9 O2 J
1292842-20191116141514462-1578195769.png 1 |& q$ w8 p4 }$ f# q: x$ n, R  k
1292842-20200522105821088-2104337741.png 8 v  K$ F- n) ]! z

8 H3 Z+ h+ e6 P+ X
1、Mode(PWM的模式)
该选项中有PWM Mode 1和PWM Mode 2两个选项4 W8 j1 Z: A/ ]7 m* ]8 w
PWM Mode 1 :正常理解的PWM波
结果为:
1 B% }: e. e3 C4 b" F- R
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:

: a8 M% b1 o( K3 w$ t
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 L$ m8 H9 k7 k& K7 q' Z
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:
$ h- P* e1 Z! p8 U* g+ n

& e' ^* I9 u& T% J) s
当CH Polarity为Low时,结果为:
, D. ]! ]# X' \

' Q0 U# k8 j, X
) y% z( O3 ]/ t: @/ h# y. H
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

" G  n) D# u; r- P
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。
0 S) V1 W* T6 t; G. I# t
初始化完程序后,需要在程序中打开PWM的功能。即
1292842-20191118164747540-1471120253.png ) u" }: s1 I2 ~, s1 w; r: a: [$ i+ d
& n2 t4 L4 ~. v* N; e1 A
还需要用到一个设置占空比的函数
" _/ \2 W% B. {" j5 R+ T) p
1292842-20191118164920137-1842912555.png ! s8 }% u; J  [$ h7 ^7 X7 }; {
: k+ w& h2 A: C  q
改变第三个参数的值,可以设置对应的占空比。

( J, E8 d/ ?9 `6 {: C. N% |
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。
; T2 Q3 O) i. L7 R7 s
呼吸灯的话可以写成如下算法:
  
1292842-20191118165011179-634266151.png
8 a/ O- G& N' ]; q2 u, g5 \, q
即完成PWM在HAL库中的应用。

# R" H' n6 o& }4 R2 e. @2 c
5 W/ u- o" f2 Y& N
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