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。

1、什么是PWM
6 G' c8 [/ r+ z8 W# i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：
& b; l) Y3 O. s7 S

, ^& X+ M) P7 w/ C' g4 x+ Z. z
' Y. d& D& A" N- b; L; o/ b1 A  W

PWM的输出等效电压计算公式为：
: Q. W) R$ w, I7 H8 S


, v% l$ s1 G% ]

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。
7 E- A7 ~1 @( N



7 z; C' v( K, g( f: e4 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
    Y. i3 q* }9 o$ R% i

+ p, c: V+ n1 A5 ]; n8 }% B

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：

1. // gpio.c
   
2. #include "gpio.h"
   8 `* B% N5 F7 Y
3. 
   
4. int GPIOInit(void)
   
5. {
   
6.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
   
7.   __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
     V; Z( s; a8 m' `1 Q5 b# n
8. 
   
9.   GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_8;
   
10.   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    
11.   GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    
12.   GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    
13.   HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    
14. 
    ; Y0 c& k( C$ M$ R8 e  @1 H
15.   return 0;
    
16. }

复制代码

1. // gpio.h
   
2. #ifndef __GPIO__H__
   
3. #define __GPIO__H__
   
4. 
   ( m5 m& E9 b: O# ^) B
5. #ifdef __cplusplus
   - p/ x" P, T, a0 v0 y* e
6. extern "C" {
   8 s- S1 l( t: o" w9 t
7. #endif
   / @7 B4 b1 k% h
8. 
   1 Q2 p7 a0 a% C0 R& I3 C$ s, L% ]
9. #include "stm32f1xx_hal.h"
   / z2 V: ^: D+ {
10. 
    
11. int GPIOInit(void);
    
12. 
    
13. #ifdef __cplusplus
    
14. }
    
15. #endif
    9 g/ O$ N: k" M$ D) T! A
16. 
    
17. #endif

复制代码

# G) \8 X1 q7 b! U- ]9 z$ p3 M2、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"
   ) @; O* v0 c: {! Z; {7 k
3. 
   / I. z; q0 {, D3 n, ^. U
4. TimerDef timer1, timer2;
   
5. 
   
6. int TimerInit(void)
   , o! P: ~0 p. `( }6 l3 d' c& c4 K
7. {
   
8.     TimerDef *tmpTim = &timer1;
   
9.     /* 1kHz */
   
10.     tmpTim->TIM_Handle.Instance = TIM1;
    
11.     tmpTim->TIM_Handle.Init.Prescaler = 72 - 1;
    2 D& a; j* \+ V1 n3 N" Q+ F2 I
12.     tmpTim->TIM_Handle.Init.Period = 1000;
    . j: x9 h, b( c, R, ?: y
13. 
    
14.     __HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE();
    7 `. Q+ c4 }8 I( ?2 Q( G* y
15.     HAL_TIM_PWM_Init(&tmpTim->TIM_Handle);
    
16. 
    
17.     tmpTim = &timer2;
    % Z4 c0 {! Q: I& K
18.     /* 100Hz */
    + s& r: f; h- w% `6 l, c% B, f. T
19.     tmpTim->TIM_Handle.Instance = TIM2;
    
20.     tmpTim->TIM_Handle.Init.Prescaler = 72 - 1;
    * c/ Z. T& h9 V
21.     tmpTim->TIM_Handle.Init.Period = 10000;
    
22. 
    5 k, ^3 T( O# W7 ^
23.     __HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();
    
24. 
    - l* E6 N0 @+ v( A: C
25.     HAL_NVIC_SetPriority(TIM2_IRQn, 0, 0);
    
26.     HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);
    
27. 
    9 O7 T) q0 r/ d2 O4 E( [- V
28.     HAL_TIM_Base_Init(&tmpTim->TIM_Handle);
    
29.     HAL_TIM_Base_Start_IT(&tmpTim->TIM_Handle);
    
30. 
    3 @. h2 O) ?3 I$ v. w
31.     return 0;
    
32. }
    : Z% k+ [  G* d/ ~4 S4 E6 a
33. 
    ) z* B3 _) @* h6 N; ^; y
34. /**
    
35. * \brief Set the PWM config and starts the PWM output.
    
36. * \param handle Timer handle
    
37. * \param channel the TIM Channel
    
38. * \param duty the duty of PWM
    
39. * \return status
    & q3 {2 V5 Q8 a: ~1 t! D
40. */
    5 W" v8 L  [' ]( l
41. int TimerSetPulse(TimerDef *handle, uint32_t channel, float duty)
    
42. {
    ! _3 Q7 T  N% i
43.     int t = handle->TIM_Handle.Init.Period * duty;
    ' B; i3 N; e) ~$ ?- c/ T
44.     handle->TIM_OC_Handle.Pulse = t;
    
45.     handle->TIM_OC_Handle.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
    $ F* F- M' s6 i
46. 
    / F- X6 I, Q& L8 B; i9 K( h6 U
47.     HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&handle->TIM_Handle, &handle->TIM_OC_Handle, channel);
    
48.     HAL_TIM_PWM_Start(&handle->TIM_Handle, channel);
    $ A; Y4 M( N; g% O; U+ D+ B
49.     return 0;
    ( c0 F4 p5 N1 Y1 @9 N* ]- ?
50. }

复制代码

1. // timer.h
   3 J+ i7 V' f- _+ E
2. #ifndef __TIMER__H__
   
3. #define __TIMER__H__
   
4. 
   
5. #ifdef __cplusplus
   
6. extern "C" {
   $ Y1 T) M) {- V# n2 q7 _) ?
7. #endif
   3 P0 ~1 k! f  p3 S2 g9 q- X: h3 k2 b
8. 
   
9. #include "stm32f1xx_hal.h"
   
10. 
    6 T& Y) ]7 l+ F, C
11. typedef struct TimerDef
    
12. {
    
13.     TIM_HandleTypeDef TIM_Handle;
    
14.     TIM_OC_InitTypeDef TIM_OC_Handle;
    % V' X* {" |. q7 b
15. 
    
16. }TimerDef;
    
17. 
    
18. int TimerInit(void);
    , \1 R( Y' P2 `
19. int TimerSetPulse(TimerDef *handle, uint32_t channel, float duty);
    4 _$ y/ m/ C& U. }) p0 Z8 V
20. 
    9 Z5 v! w. M# F9 W% y
21. extern TimerDef timer1, timer2;
    
22. 
    
23. #ifdef __cplusplus
      v& z- O& y$ S9 `7 T8 S9 V2 D  S
24. }
      P6 S" t' ?3 ?- X. t- V
25. #endif
    ) o, D* K# O( y! j2 J- T8 c) F. p3 j
26. 
    
27. #endif
    

复制代码

& u" Z, s, ]: {6 s) w& A0 b' u) G
  X  o. P/ g  r7 z% |3、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。
$ s' m7 z& f' k0 }% P" ]' l) t

1. void TIM2_IRQHandler(void)
   
2. {
   , x' t) D' W- o
3.     static int duty = 0;
   9 t- X1 W) T5 s6 _0 r/ P
4.     static int inc = 1;
   ! u( Q- t, H; g% H# O
5. 
   ) @; p; o% a1 y1 w  G( ?9 G; T
6.     /* HAL库通用定时器中断处理函数 */
   + M1 _! V& G6 w  {: z
7.     HAL_TIM_IRQHandler(&timer2.TIM_Handle);
   
8. 
   
9.     duty += inc;
   
10.     if((duty >= 100) || (duty <= 0))
    9 y# a# M$ t  W7 q5 l% I0 h3 F2 B
11.     {   /* 当占空比到100或0时改变变化方向 */
    3 ?5 L" I4 m! W3 u' R1 v
12.         inc = -inc;
    6 l. g- H( }, @' d
13.     }
    
14. 
    
15.     TimerSetPulse(&timer1, TIM_CHANNEL_1, duty / 100.0);
    
16. }

复制代码

7 D9 u- E* W) ?) v2 _
4、总结
; z$ V0 E; x1 C1 R* A% N: v$ j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。
6 k& p# j& C7 L
' v5 W. i; y8 b- _0 g8 O

; Z" J. D/ H% J, {6 v' s3 a0 v0 H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。

; k% L. {$ X% u. g. ?: H0 j( X. _4 F: x转载自： 嵌入式技术栈
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$ E" f. a: s: E- _! D

* n8 X2 _. A& T0 Z" r, d