【经验分享】STM8 脉冲宽度调制 (PWM)：控制 LED 的亮度

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STMCU小助手发布时间：2022-6-21 17:44

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文章简介:	STM8 脉冲宽度调制 (PWM)：控制 LED 的亮度

使用 PWM 信号，您可以轻松控制伺服电机的速度或 LED 的亮度。由于通用微控制器只能在其输出引脚上提供逻辑 1（高）或逻辑 0（低），无法提供变化的模拟电压，除非它具有内置的数模转换器 (DAC)或外部转换组件。在这种情况下，可以对微控制器进行编程以输出具有不同占空比的脉宽调制 (PWM) ，然后可以将其转换为不同的模拟电压。

现在，我们将 LED 与通用 STM8S连接，该单片机对 PWM 信号进行控制，从而控制LED的亮度。

了解 PWM 信号的基础
你可能听说过，PWM 代表脉冲宽度调制。它是一种模拟调制技术，广泛应用于不同的应用和项目。PWM 信号的图像如下所示。

在上面看到的图像是具有相同ON Time和OFF Time的通用方波。现在，假设方波的周期为 1 秒，这意味着方波的ON Time和OFF Time都是 500 毫秒。

因此，如果我们连接一个 LED 并按这个方波频率给它加电，LED 将在半个周期内亮起，在半个周期内熄灭。这样看起来 LED 以一半亮度发光，即LED平均电压只有输入的1/2。

在上图中，您可以看到我们降低了占空比，如果我们考虑相同的 1S 周期，我们的 On-Time 为 250ms，OFF -Time为 750ms。现在，如果我们连接相同的 LED，我们会观察到 LED 会因为占空比降低而变得更暗。

STM8S PWM LED电路

由于我们使用 PWM 控制 LED，因此需要一个 LED 与 STM8S 板连接、以及ST-LINK编程器。除此之外，我们需要一个 5V 电源为开发板供电，因为开发板有一个板载 micro USB 电缆，这里使用它为开发板供电。

基于STM8S的LED调光器电路图
为了对电路进行编程，我们将ST-Link V2 编程器连接到 STM8S 开发板的 3.3V、SWIM 和接地引脚。STM8 单片机有一个很有趣的地方，它只需要一个SWIM 引脚即可对其进行编程。

正如您在上面的示意图中看到的，测试 LED 连接到开发板上。

ST Micro STM8S 微控制器上的 PWM 引脚
STM8S 有 20 个引脚，其中 8 个引脚可以配置为 PWM。下图红色方框中标记的为STM8S具有 PWM 功能的引脚。这些引脚为功能复用引脚，也可用于其他功能。

正如我们在上图中看到的，标记的引脚可以输出PWM 信号。所以我们将使用其中一个来输出 PWM 信号。但是，启用 PWM 会禁用其他功能，因此在实际应用中我们需要小心选择将哪个引脚配置为 PWM。由于我们只是简单的构建电路进行演示，没有其他顾虑，这里选择使用 PIN D4 输出 PWM 信号。

对 STM8s 微控制器进行编程生成 PWM 信号

#include "STM8S.h"
signed int pwm_duty = 0;
void delay_ms (int ms) //延时函数
{
for (int i=0; i<=ms; i++)
for (int j=0; j<120; j++) // Nop = Fosc/4
_asm("nop");
}
void main(void)
{
GPIO_DeInit(GPIOD);
TIM2_DeInit();
GPIO_Init(GPIOD,GPIO_PIN_4,GPIO_MODE_OUT_PP_HIGH_FAST);
//设置 Timer2
TIM2_OC1Init(TIM2_OCMODE_PWM1, TIM2_OUTPUTSTATE_ENABLE, 1000,TIM2_OCPOLARITY_HIGH);
TIM2_TimeBaseInit(TIM2_PRESCALER_1, 500);//2MHz实现 4KHz 的 PWM 频率
TIM2_Cmd(ENABLE);//启用Timer2定时器
while(TRUE){
for(pwm_duty = 0; pwm_duty < 1000; pwm_duty += 2){
TIM2_SetCompare1(pwm_duty);
delay_ms(10); //延时10ms
}
for(pwm_duty = 1000; pwm_duty > 0; pwm_duty -= 2){
TIM2_SetCompare1(pwm_duty);
delay_ms(10);
}
}
}