我们这次只使用一块STM32核心板并且基于上篇中实现的工程模板进行开发即可。开始之前，先介绍一下什么是PWM。
& Q0 }; h. M; L) F- ?( w. T
1 F2 v( K: d" O4 j1、什么是PWM
脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation）是一种通过数字信号控制模拟器件的方式，它通过产生不同占空比（Duty Cycle）的矩形波来在输出端等效出不同电压值的控制效果，即对输出的脉冲宽度（占空比）进行调制，实现其对模拟器件的控制。下图展示了三种不同占空比PWM波的时间-幅度图：



4 G! e* s& j$ ~: g0 n# e" z/ i+ _

PWM的输出等效电压计算公式为：

7 B8 J' I. N! R( @# \. {$ J
+ i. x4 p% O( F& E# x
4 ^) x8 t; G: [& h4 \
  m/ m( l2 z0 _3 ]4 s
7 i* O2 S* `# X( l8 E# m假设上述三种PWM波的VCC为5V，则上述三种等效输出电压分别为1.5V、2.5V、3.5V，即使用数字信号实现了模拟控制。

1 F; t5 _7 n) p% B/ \. [6 |
+ c4 k) R. W! k8 s
4 `6 K* [$ h  e+ x. C$ d' g1 @  x
2 C* y/ Z1 E' h, ?0 m2、STM32定时器

从官网上或使用CubeMX查询可知STM32F103RCT6属于大容量产品，共计有8个16位定时器，其中定时器1与定时器8为高级定时器；定时器2、3、4、5为通用定时器；定时器6、7为基本定时器。高级定时器与基本定时器都各有4个通道可以用来实现输入捕获或生成PWM等功能，同时高级定时器还具有输出互补PWM、刹车控制等功能。而基本定时器可以实现定时产生中断的基本功能。

本次使用的LED连接在PA8上，查询F1的数据手册可知其可被复用为TIM1_CH1，即定时器1的输出通道1，可以使用该通道生成一个PWM。再使用定时器2生成一个周期性中断，改变PWM的占空比，生成一个占空比变化的PWM波，同时学**定时器的使用方法。

在HAL库中基本每个.C文件都对应了一个外设，里面封装了对该外设的各种操作函数，在文件中还有详细的注释描述其使用方法．例如定时器操作的源码就在stm32f1xx_hal_tim.c文件中，按照文件开始的注释中的说明，定时器或PWM生成的基本步骤为：

• 根据用途调用HAL_TIM_Base_MspInit()或HAL_TIM_PWM_MspInit()等函数进行初始化
• 使用__HAL_RCC_TIMx_CLK_ENABLE()使能定时器对应的时钟，设置使用的IO
• 根据用途调用HAL_TIM_PWM_ConfigChannel()等进行进一步设置
• 调用HAL_TIM_Base_Start()或HAL_TIM_PWM_Start()启动定时器
  

1 y' l+ T$ h% c$ ~% r

3、代码编写

为了方便后续管理，我将GPIO的部分与定时器的部分分开，并且开启定时器2的中断功能。1、GPIO部分负责初始化PA8端口，并设置为功能复用。gpio.c与gpio.h内容如下：
2 _/ h+ t+ y; X, [" E

1. // gpio.c
   
2. #include "gpio.h"
   
3. 
   ; l  S+ j& Q; Q  l
4. int GPIOInit(void)
   
5. {
   9 x+ j  B7 k' Y$ V
6.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
   : z) Z: X, v( Y) b$ p
7.   __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
   2 n$ O8 G& c7 Y1 j# n+ I/ I) M' A
8. 
   
9.   GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_8;
   
10.   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    ; D4 l' ~" i$ a4 Y
11.   GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    # ?; W& `, L6 y2 U: u* L) L$ A
12.   GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    
13.   HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    $ o) v! W, P/ G7 x3 d
14. 
    ; p" a' r' h3 H3 [, ]
15.   return 0;
    
16. }

复制代码

1. // gpio.h
   & k; j8 v; \" I  p4 r; U
2. #ifndef __GPIO__H__
   / s0 o$ J7 g4 P
3. #define __GPIO__H__
   - }3 R/ G! i: O) P
4. 
   
5. #ifdef __cplusplus
   
6. extern "C" {
   " \2 L" L7 }7 ~8 w9 x
7. #endif
   / S9 Z7 Z+ g- a3 E4 a3 ~2 J) }
8. 
   
9. #include "stm32f1xx_hal.h"
   
10. 
    
11. int GPIOInit(void);
    ' \+ B- r6 b0 K* r) a/ [
12. 
    
13. #ifdef __cplusplus
    : T! ~0 ^9 _: `( e7 `
14. }
    
15. #endif
    . W$ T+ Z% F$ I+ F+ q
16. 
    : k* I  s+ \+ V+ t
17. #endif

复制代码

2、定时器部分负责初始化定时器1与定时器2，设定的频率分别为1kHz与100Hz，并且设置定时器1输出PWM的占空比。timer.c与timer.h内容如下：

1. // timer.c
   
2. #include "timer.h"
   / y6 a: L  H7 B8 m, W* i% a
3. 
   7 ]1 ]* N" c/ t" c( G
4. TimerDef timer1, timer2;
   " X& X1 w' C0 F& k5 c- @
5. 
   
6. int TimerInit(void)
   ) a* N" p9 X5 g/ T3 q( l2 [
7. {
   
8.     TimerDef *tmpTim = &timer1;
   / t  X% F$ o) E" I2 T7 L9 `
9.     /* 1kHz */
   
10.     tmpTim->TIM_Handle.Instance = TIM1;
    
11.     tmpTim->TIM_Handle.Init.Prescaler = 72 - 1;
    
12.     tmpTim->TIM_Handle.Init.Period = 1000;
    ) l5 V* K5 b; t- i
13. 
    
14.     __HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE();
    
15.     HAL_TIM_PWM_Init(&tmpTim->TIM_Handle);
    " E9 a) N. z; @* c3 f7 }
16. 
    : q2 r: c3 T; r1 y# o9 d* b% w( \
17.     tmpTim = &timer2;
    
18.     /* 100Hz */
    $ A0 g/ r( r! i8 G8 X8 N) o
19.     tmpTim->TIM_Handle.Instance = TIM2;
    + n) d# m' M5 v/ q$ X* T+ {$ j
20.     tmpTim->TIM_Handle.Init.Prescaler = 72 - 1;
    " O" X6 b% m" H9 [4 N, S9 V2 z
21.     tmpTim->TIM_Handle.Init.Period = 10000;
    ! t, q% r0 S$ S: p8 I7 f/ @7 n
22. 
    % f, @. W& e5 C0 C
23.     __HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();
    
24. 
    
25.     HAL_NVIC_SetPriority(TIM2_IRQn, 0, 0);
    
26.     HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);
    
27. 
    3 g1 r! k4 [8 ^# Q/ _! K, t
28.     HAL_TIM_Base_Init(&tmpTim->TIM_Handle);
    
29.     HAL_TIM_Base_Start_IT(&tmpTim->TIM_Handle);
    
30. 
    
31.     return 0;
    
32. }
    
33. 
    
34. /**
    2 K# f$ e' R: z9 J
35. * \brief Set the PWM config and starts the PWM output.
    4 S- L  J( e9 L0 ]$ l2 u
36. * \param handle Timer handle
    
37. * \param channel the TIM Channel
    
38. * \param duty the duty of PWM
    
39. * \return status
    ; J1 T' e' y$ w+ V
40. */
    
41. int TimerSetPulse(TimerDef *handle, uint32_t channel, float duty)
    
42. {
    0 r0 J' s2 G  m# ]9 d# Q+ X# \& O: u
43.     int t = handle->TIM_Handle.Init.Period * duty;
    $ p% m. n5 g2 _4 G
44.     handle->TIM_OC_Handle.Pulse = t;
    
45.     handle->TIM_OC_Handle.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
    3 F1 I6 T. U& U9 Z5 N0 i
46. 
    
47.     HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&handle->TIM_Handle, &handle->TIM_OC_Handle, channel);
    7 g2 D! O6 ^( p6 W, g, Z8 `$ M  [* d
48.     HAL_TIM_PWM_Start(&handle->TIM_Handle, channel);
    
49.     return 0;
    ) z! @, Y9 j8 Y' R: B9 ]* F. P0 E
50. }

复制代码

1. // timer.h
   ' H8 b% \+ }- {) _; e1 O
2. #ifndef __TIMER__H__
   7 `: n) f" z* z4 k; v
3. #define __TIMER__H__
   ! ^; J& t+ g- D
4. 
   : |2 v1 E2 s$ w( C! ]# d8 R
5. #ifdef __cplusplus
   
6. extern "C" {
   / \0 E- I/ ^. K; H( d
7. #endif
   : q/ i6 h+ f+ D( }
8. 
   
9. #include "stm32f1xx_hal.h"
   $ B% ~4 W( v- L; L+ M; T2 J% h
10. 
    " R' J* Y. @! x8 O: Q# |. {
11. typedef struct TimerDef
    ' X- U& o9 h& Q' h
12. {
    
13.     TIM_HandleTypeDef TIM_Handle;
    8 p' ?/ M9 o. Q3 t9 i) r
14.     TIM_OC_InitTypeDef TIM_OC_Handle;
    2 L  {6 W/ G) f( o6 K
15. 
    
16. }TimerDef;
    
17. 
    
18. int TimerInit(void);
    - O  m6 v8 D8 m3 V+ o0 Q& a
19. int TimerSetPulse(TimerDef *handle, uint32_t channel, float duty);
    
20. 
    
21. extern TimerDef timer1, timer2;
      G3 g# i8 y* b9 h* W
22. 
    9 @: N! }- c' Q9 H
23. #ifdef __cplusplus
    
24. }
    
25. #endif
    ' n% k/ v. m9 k5 F7 b
26. 
    . O* |6 I& \# `, p. S( R' Y2 R9 k
27. #endif
    . L' t% r! c2 [0 i8 E/ ?2 a( `

复制代码

4 l; G& j0 f9 f  g4 E3、定时器2中断函数：因为上面开启了定时器2中断，所以需要自行实现中断函数。这里在中断函数里每次增加PWM的1%占空比，增加到100%后变为每次减小1%，减小到0后再增加，如此往复。

1. void TIM2_IRQHandler(void)
   
2. {
   
3.     static int duty = 0;
   
4.     static int inc = 1;
   0 {8 u& L9 I( S8 Q8 ^* [
5. 
   
6.     /* HAL库通用定时器中断处理函数 */
   
7.     HAL_TIM_IRQHandler(&timer2.TIM_Handle);
   
8. 
   $ d: o+ U! }! D/ W3 B3 O
9.     duty += inc;
   
10.     if((duty >= 100) || (duty <= 0))
    ; l% v/ J% x3 ~4 [. g' v% `2 I  C
11.     {   /* 当占空比到100或0时改变变化方向 */
    
12.         inc = -inc;
    ( ^( g; e$ Y7 J: Y6 E: V
13.     }
    & T% L* D  m/ Z- e' U; V- o' h) Z4 w
14. 
    3 `3 x( u. T3 j" }; b
15.     TimerSetPulse(&timer1, TIM_CHANNEL_1, duty / 100.0);
    3 Z4 |$ s! m8 y; y# Q5 ^+ M+ [
16. }

复制代码

4、总结
6 h- ~9 M% {* _. z/ c至此我们就实现了呼吸灯代码的编写，我们使用了TIM1产生PWM驱动LED，使用TIM2产生中断修改PWM的占空比，让LED的亮度发生变化。
2 {& H' r: i; a

& I! k: ?' R- a" I8 s! Z) J通过示波器可以直观的看到该PWM的占空比是时刻在变化的，本期代码可以在文后网址中下载。下期我们来聊聊串口的使用，扫一扫下方二维码关注我，我们下期再见。

转载自： 嵌入式技术栈
如有侵权请联系删除

; t3 c! \2 g5 p+ S; N( C* G' D