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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。

4 h/ ^/ y; h9 E/ C6 |
设置一个led二极管的定时器及通道, 1292842-20191116141149909-1358633723.png
, Z4 ^+ |- e# |4 s
在定时器设置中设置通道1为PWM,
2 }6 m; }# c, T2 x0 V
1292842-20191116141241167-803532773.png
$ Y$ e' E) w4 i  ^* \, _8 O6 D( p6 g& J4 w7 {& g4 U" @, B6 w: W
设置分频和计数

# y! N! n9 U" g$ a$ C& p+ T9 y" ? 1292842-20191116141343325-1039840382.png , @9 X2 V( b7 j' p: H) h. {

4 U1 f& t7 W; W
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。
, m! {! y1 I$ h; @  H; ^
1292842-20191116141514462-1578195769.png ) Q7 s0 M7 v+ K, v
1292842-20200522105821088-2104337741.png
2 u6 R! \0 u# i5 K' N

2 W! d8 ]/ h% X2 q
1、Mode(PWM的模式)
该选项中有PWM Mode 1和PWM Mode 2两个选项& i7 o5 d# N( X3 M8 y
PWM Mode 1 :正常理解的PWM波
结果为:5 g5 `# g- j0 |8 t3 V
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:

" h$ p: m' W9 N0 g" H& Q- `
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。
3 N, Y0 t) N, {
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:
1 J; t' j3 X* H" w8 b" i2 G

- X+ {& y1 ]$ C
当CH Polarity为Low时,结果为:
' L1 E6 z* ~  V( q
1 y! T7 E1 a% W) O
& x- v1 S+ ?7 p. p8 r# 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

+ p" P# g$ e* C
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。
  X4 T$ Z/ |! ?- T0 L! C( s6 j
初始化完程序后,需要在程序中打开PWM的功能。即
1292842-20191118164747540-1471120253.png
: @/ O( `: ~( b2 c: Z) ?9 f# [: ~/ ]. B; J/ g: ?8 ~
还需要用到一个设置占空比的函数
( z5 w! }" E! x/ o/ I" F4 x) f1 P
1292842-20191118164920137-1842912555.png
/ u) b: e+ l% r# i8 s9 L! Q% p. B0 W# Q8 j
改变第三个参数的值,可以设置对应的占空比。

1 ?1 M- X% Y! 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。
& f* o9 A5 ?$ V1 O% \/ z+ f
呼吸灯的话可以写成如下算法:
  
1292842-20191118165011179-634266151.png
8 I% y2 I" B0 ~4 U5 m- J/ @
即完成PWM在HAL库中的应用。
7 E0 F3 G* U( ^0 {5 f- l& ?
: C- L0 {5 c0 v' J$ l4 Z: i
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