2019年01月15日 | STM32的PWM的原理与使用

1、PWM是什么？

    就是脉冲宽度调制，简称脉宽调制。利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，就是对脉冲宽度的控制。

    这里说的脉冲，就是我们产生的方波。方波就是N个这样的周期连续的产生。

一个周期内高电平持续的时间就是脉冲宽度(脉宽)，而PWM（脉冲宽度调制）就是控制一个周期内的高电平的持续时间。

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2、简单的PWM的原理示意图

CNT：是当前值寄存器，计数寄存器。

ARR：是自动重载寄存器（初始化设定）。

CCRx：比较值寄存器（TIM_SetCompare1()设定修改占空比）。

假定定时器工作在向上计数PWM模式下：

当CNT

当CNT的值小于CCRx的时候，IO输出低电平（0），

当CNT值大于或等于CCRx的时候，IO输出高电平（1），

当CNT的值达到ARR的时候，就会重新归零，然后重新向上计数，依次循环。

改变CCRx的值就可以改变PWM的输出的占空比。改变ARR的值，就可以改变PWM的输出的频率，这就是PWM的输出原理。

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3、寄存器工作流程：

PWM 模式

脉冲宽度调制模式可以生成一个信号，该信号频率由 TIMx_ARR 寄存器值决定，其占空比则

由 TIMx_CCRx 寄存器值决定。

通过向 TIMx_CCMRx 寄存器中的 OCxM 位写入 110（PWM 模式 1）或 111（PWM 模式 2） ，

可以独立选择各通道 （每个 OCx 输出对应一个 PWM）的 PWM 模式。必须通过将

TIMx_CCMRx 寄存器中的 OCxPE 位置 1 使能相应预装载寄存器，最后通过将 TIMx_CR1

寄存器中的 ARPE 位置 1 使能自动重载预装载寄存器（在递增计数或中心对齐模式下）。

由于只有在发生更新事件时预装载寄存器才会传送到影子寄存器，因此启动计数器之前，必

须通过将 TIMx_EGR 寄存器中的 UG 位置 1 来初始化所有寄存器。

OCx 极性可使用 TIMx_CCER 寄存器的 CCxP 位来编程。既可以设为高电平有效，也可以

设为低电平有效。 OCx 输出通过将 TIMx_CCER 寄存器中的 CCxE 位置 1 来使能。有关详

细信息，请参见 TIMx_CCERx 寄存器说明

在 PWM 模式（1 或 2）下， TIMx_CNT 总是与 TIMx_CCRx 进行比较，以确定是

TIMx_CNT =< TIMx_CCRx。

因为计数器采用递增方式计数，所以定时器能够在边沿对齐模式下生成 PWM。

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4、PWM 边沿对齐模式

以下以 PWM 模式 1 为例。只要 TIMx_CNT < TIMx_CCRx， PWM 参考信号 OCxREF 便为

高电平，否则为低电平。如果 TIMx_CCRx 中的比较值大于自动重载值（TIMx_ARR 中），

则 OCxREF 保持为“1”。如果比较值为 0， 则 OCxRef 保持为“0”。 图 183 举例介绍边

沿对齐模式的一些 PWM 波形 (TIMx_ARR=8)。

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5、PWM步骤-灯光亮度控制：

       查看LED的原理图：

        //①根据原理图找到4个引脚：

       PF9可以使用TIM14_CH1，表示可以使用定时器14的通道1产生PWM输出。

        TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct; // 定义的TIM属性结构体变量

      GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // 定义GPIO类型变量

       TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStruct; // 定义复用功能的变量

       ②// 1.初始化时钟：TIM14 和 PF9

       RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE);

       /* TIM3 clock enable */

     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM14, ENABLE);

       // 2.配GPIO引脚为复用功能

       /* GPIOC Configuration: TIM14 CH1 (PF9) */

       GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; // 选择引脚为PF9

       GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; // 设置为复用功能

       GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_High_Speed; // 设置输出速度为100MHz

       GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; // 设置为推挽输出

       GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; // 设置为上拉输出

       GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);  // 安装参数

       // 3.将TIM和引脚的复用功能连接：TIM14和PF9连接起来

       GPIO_PinAFConfig(GPIOF, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_TIM14);

       // 4.配置TIM定时器的参数

       TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 100-1; // 设置重装载值 ARR（控制频率）

       TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 8400-1; // 设置预分频系数：周期（次） 100Hz == 100us

       TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; // 设置再分频值：TIM_CKD_DIV1就是不分频

       TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; // 设置计数模式

       TIM_TimeBaseInit(TIM14, &TIM_TimeBaseInitStruct);

       // 5.配置复用功能：PWM

       TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; // 配置为PWM模式1

       TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; // 开启输出使能

       //TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = CCR1_Val; // 初始化配置比较值寄存器

       TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; // 配置为高电平有效

       // 6.TIM14通道1初始化

       TIM_OC1Init(TIM14, &TIM_OCInitStruct); // TIM14通道1初始化

       // 7.设置自动重载比较值CCR1初值，不断产生PWM脉冲

       TIM_OC1PreloadConfig(TIM14, TIM_OCPreload_Enable);

       // 8.设置自动重装载值（ARR），不断产生PWM脉冲

       TIM_ARRPreloadConfig(TIM14, ENABLE);

       /* 9.使能定时器14 */

       TIM_Cmd(TIM14, ENABLE);

       // 10.使能TIM1PWM输出(高级定时器)

       //TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE)

设置比较值函数

void TIM_SetCompareX(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Comparex);