2019年08月01日 | STM32实战六 PWM加移相正交

这一章编写PWM程序，使用TIM3以两个通道，完全映射到PC6和PC7，除普通PWM输出外，增加移相正交PWM功能，为后面的编码器计数模式提供信号源。

PWM.h

#ifndef __PWM__

#define __PWM__

extern "C" { // 兼容C，按C语言编译，Keil5中的包含文件已经加入了C++兼容，不用再加这一段

#pragma diag_remark 368 //消除 warning:  #368-D: class "" defines no constructor to initialize the following:

#include "stm32f10x.h"

#pragma diag_default 368 // 恢复368号警告

}

#include "Timer.h"

#include "IO.h"

class PWM : public IO, public Timer

{

// Construction

public:

PWM();

// Properties

public:

protected:

private:

// Methods

public:

void setData(u16 ch, u16 nData);

void orthogonal( u16 nArr, u16 nPrescaler ); // 生成正交波型

void orthogonal2( u16 nArr, u16 nPrescaler ); // 生成反向正交波型

// Overwrite

public:

};

#endif

PWM.cpp 

/**

  ******************************************************************************

  * @file  PWM.cpp

  * @author  Mr. Hu

  * @version  V1.0.0 STM32F103VET6

  * @date  05/21/2019

  * @brief PWM

  * @IO

  * TIM3 定时器3

  * PC6 PWM1

  * PC7 PWM2

  * PC8 PWM预留

  * PC9 PWM预留

  ******************************************************************************

  * @remarks

  * 1KHz PWM 刻度1000

  * 只用TIM3通道1和2，对应PC6和PC7

  *

  * 参考资料：

  * https://www.cnblogs.com/zhoubatuo/p/6135103.html 有端口分配图

  * https://blog.csdn.net/qq_36554582/article/details/81239628 完整代码

  * https://blog.csdn.net/zqingyaa/article/details/86255208 分频计算方法

  */ 

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/

extern "C" { // 兼容C，按C语言编译，Keil5中的包含文件已经加入了C++兼容，不用再加这一段

#pragma diag_remark 368 //消除 warning:  #368-D: class "" defines no constructor to initialize the following:

#include "stm32f10x_tim.h"

#pragma diag_default 368 // 恢复368号警告

}

#include "PWM.h"

/**

  * @date 05/21/2019

  * @brief  PWM，脉宽调制

: * IO(GPIOC, GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7, GPIO_Mode_AF_PP, 1)

  * 初始化PC6、PC7，GPIO_Mode_AF_PP复用输出

  * 最后一个参数1表示初始化为高电位，但实际是低电位

  * 默认产生同相PWM，频率1k，占空比调节范围0-999，用setData设置

  * 调用成员函数orthogonal时，两个输出端PC6、PC7产生正交PWM波形，占空比为50%，

  * 主要用于模拟编码输出信号。

  * orthogonal2产生反向的正交波形，用于编码器递减计数。

  * @param None

  * @retval None

  */

PWM::PWM()

: IO(GPIOC, GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7, GPIO_Mode_AF_PP, 1) // GPIOx, nPin, GPIO_Mode_AF_PP 上拉, 2 输入时无效

, Timer(TIM3) // 用TIM3

{

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);// 使能复用输出，不映射端口时可以不用这一句

    GPIO_PinRemapConfig(GPIO_FullRemap_TIM3, ENABLE); // 把TIM3重映射到PC6-9，只用PC6-7。如果不映射，不要这一句

// 同相PWM，两个通道同相

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 1000-1; // 自动重装载寄存器的值 // https://blog.csdn.net/zqingyaa/article/details/86255208 分频计算方法

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 72-1; // TIMX预分频的值，主频72M，刻度100，分频720，得到1kHz的PWM

TIM_TimeBaseInit(m_pTIMx, &TIM_TimeBaseStructure); // 初始化

// 设置CH1的PWM模式，输出GPC6

TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure; // 定义结构体

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; // 选择定时器模式，TIM脉冲宽度调制模式2，两种方式是反相

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; // 比较输出使能

TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; // 输出比较极性低

TIM_OC1Init(m_pTIMx, &TIM_OCInitStructure); // 根据结构体信息进行初始化

TIM_OC1PreloadConfig(m_pTIMx, TIM_OCPreload_Enable);  // 使能定时器在CCR1上的预装载值

// 设置CH2的PWM模式，输出GPC7

TIM_OC2Init(m_pTIMx, &TIM_OCInitStructure); // 根据结构体信息进行初始化

TIM_OC2PreloadConfig(m_pTIMx, TIM_OCPreload_Enable);  // 使能定时器在CCR2上的预装载值

}

/**

  * @date 05/21/2019

  * @brief  两个输出端正交输出

  * 此函数执行后，生成占空比为50%的正交方波，不用再执行setData

  * @param nArr自动重装载寄存器的值

  * @param nPrescaler，预分频数

  * @retval None

  */

void PWM::orthogonal( u16 nArr, u16 nPrescaler )

{

// 移相PWM，两个通道正交，用于编码器模式测试。 https://www.eeworld.com.cn/mcu/2018/ic-news070140135.html

// 不用在主循环中加设置 pwm.setData(0, 3); pwm.setData(1, 1);

// 最大PWM频率 36/2 = 18M，18M时编码器计数器不工作。

// 同相PWM，两个通道同相

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = nArr; // 自动重装载寄存器的值 // https://blog.csdn.net/zqingyaa/article/details/86255208 分频计算方法

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = nPrescaler; // TIMX预分频的值，主频72M，刻度100，分频720，得到1kHz的PWM

TIM_TimeBaseInit(m_pTIMx, &TIM_TimeBaseStructure); // 初始化

// 设置CH1的PWM模式，输出GPC6

TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure; // 定义结构体

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Toggle; // 选择定时器模式，TIM脉冲宽度调制模式2，两种方式是反相

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; // 比较输出使能

TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; // 输出比较极性低

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;    // 第一个通道不移相

TIM_OC1Init(m_pTIMx, &TIM_OCInitStructure); // 根据结构体信息进行初始化

TIM_OC1PreloadConfig(m_pTIMx, TIM_OCPreload_Enable);  // 使能定时器在CCR1上的预装载值

// 设置CH2的PWM模式，输出GPC7

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = (nArr + 1) / 2;    // 第二个通道移相，TIM_Period减到1时翻转，原值的一半，正好正交

TIM_OC2Init(m_pTIMx, &TIM_OCInitStructure); // 根据结构体信息进行初始化

TIM_OC2PreloadConfig(m_pTIMx, TIM_OCPreload_Enable);  // 使能定时器在CCR2上的预装载值

}

/**

  * @date 05/21/2019

  * @brief  两个输出端正交输出，反向，用于编码器递减计数

  * 此函数执行后，生成占空比为50%的正交方波，不用再执行setData

  * @param nArr自动重装载寄存器的值

  * @param nPrescaler，预分频数

  * @retval None

  */

void PWM::orthogonal2( u16 nArr, u16 nPrescaler )

{

// 移相PWM，两个通道正交，用于编码器模式测试。 https://www.eeworld.com.cn/mcu/2018/ic-news070140135.html

// 不用在主循环中加设置 pwm.setData(0, 3); pwm.setData(1, 1);

// 最大PWM频率 36/2 = 18M，18M时编码器计数器不工作。

// 同相PWM，两个通道同相

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = nArr; // 自动重装载寄存器的值 // https://blog.csdn.net/zqingyaa/article/details/86255208 分频计算方法

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = nPrescaler; // TIMX预分频的值，主频72M，刻度100，分频720，得到1kHz的PWM

TIM_TimeBaseInit(m_pTIMx, &TIM_TimeBaseStructure); // 初始化

// 设置CH1的PWM模式，输出GPC6

TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure; // 定义结构体

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Toggle; // 选择定时器模式，TIM脉冲宽度调制模式2，两种方式是反相

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; // 比较输出使能

TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; // 输出比较极性低

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = (nArr + 1) / 2; // 第一个通道移相，TIM_Period减到1时翻转，原值的一半，正好正交

TIM_OC1Init(m_pTIMx, &TIM_OCInitStructure); // 根据结构体信息进行初始化

TIM_OC1PreloadConfig(m_pTIMx, TIM_OCPreload_Enable);  // 使能定时器在CCR1上的预装载值

// 设置CH2的PWM模式，输出GPC7

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;    //第二个通道不移相

TIM_OC2Init(m_pTIMx, &TIM_OCInitStructure); // 根据结构体信息进行初始化

TIM_OC2PreloadConfig(m_pTIMx, TIM_OCPreload_Enable);  // 使能定时器在CCR2上的预装载值

}

/**

  * @date 05/21/2019

  * @brief  设置占空比，正交方式时不用这个设置

  * @param ch 0通道1，否则通道2

  * @param nData 宽度0-999

  * @retval None

  */

void PWM::setData(u16 ch, u16 nData)

{

if( ch )

TIM_SetCompare2(m_pTIMx, nData); // 通道2，PC7

else

TIM_SetCompare1(m_pTIMx, nData); // 通道1，PC6

}

Main.h

#ifndef __PWM__

#define __PWM__

extern "C" { // 兼容C，按C语言编译，Keil5中的包含文件已经加入了C++兼容，不用再加这一段

#pragma diag_remark 368 //消除 warning:  #368-D: class "" defines no constructor to initialize the following:

#include "stm32f10x.h"

#pragma diag_default 368 // 恢复368号警告

}

#include "Timer.h"

#include "IO.h"

class PWM : public IO, public Timer

{

// Construction

public:

PWM();

// Properties

public:

protected:

private:

// Methods

public:

void setData(u16 ch, u16 nData);

void orthogonal( u16 nArr, u16 nPrescaler ); // 生成正交波型

void orthogonal2( u16 nArr, u16 nPrescaler ); // 生成反向正交波型

// Overwrite

public:

};

#endif

Main.cpp

/**

  ******************************************************************************

  * @file  Main.cpp

  * @author  Mr. Hu

  * @version  V1.0.0 STM32F103VET6

  * @date  05/18/2019

  * @brief  程序入口

* @io

* TIM3 PWM

* TIM4 Encode

* TIM7 通用定时器

* ADC1 ADC

* DAC1

* DAC2

*

* PA0-PA3 ADC

* PA4 DAC1输出

* PA5 DAC2输出

* PA6 ADC预留

* PA7 ADC预留

* PA9 板载串口

* PA10 板载串口

* PA13 板载JLINK占用

* PA14 板载JLINK占用

* PA15 板载JLINK占用

*

* PB1 板载SW2

* PB3 板载JLINK占用

* PB4 板载JLINK占用，部分映像的通道1不能用，所以用了没有得映像

* PB6 编码器 A

* PB7 编码器 B

* PB8 板载CAN

* PB9 板载CAN

* PB10 板载RS485

* PB11 板载RS485

* PB13 板载LED2

* PB14 板载LED3

* PB15 板载SW3

*

* PC4 板载RS485

* PC5 板载RS485

* PC6 PWM1

* PC7 PWM2

* PC8 PWM预留

* PC9 PWM预留

******************************************************************************

  * @remarks

  *

  */ 

extern "C" { // 兼容C，按C语言编译，Keil5中的包含文件已经加入了C++兼容，不用再加这一段

#pragma diag_remark 368 //消除 warning:  #368-D: class "" defines no constructor to initialize the following:

#include "stm32f10x_tim.h"

#include "stm32f10x_dac.h"

#pragma diag_default 368 // 恢复368号警告

}

#include "stm32f10x_adc.h"

#include "IO.h"

#include "Timer.h"

#include "GeneralTimer.h"

#include "BoardLED.h"

#include "PWM.h"

#include "Main.h" 

/**

  * @date 05/18/2019

  * @brief  主入口，主循环

  * 如果不正常运行，可能是栈设置不够 startup_stm32f10x_hd.s Stack_Size EQU 0x600

  * @param None

  * @retval None

*/

int main(void)

{

SystemInit(); // 配置系统时钟为72M

GeneralTimer tim(TIM2); // 通用定时器，实际用TIM7，不占用IO，但软件仿真只有1-4，所以选2

BoardLED boardLED( &tim ); // 板载LED

// 板载按键，PB1 SW2, PB2 SW3，不同的板子不一样。

IO key(GPIOC, GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_15, GPIO_Mode_IPU, 2); // GPIOx, nPin, GPIO_Mode_IPU 上拉, 2 输入时无效

// 使能按键滤波

//tim.inb[1].level = 1; // SW2 PB1 上拉

tim.inb[1].enable = 1; // SW2 PB1 使能

//tim.inb[15].level = 1; // SW3 PB15 上拉

tim.inb[15].enable = 1; // SW3 PB15

u32 loopCount = 0; // 主循环计数

PWM pwm;

//pwm.orthogonal( 2 - 1, 1000 - 1 );

while(1)

{

tim.loop(); // 必须放在主循环的第一行，按键滤波和上下沿微分。

// PWM

pwm.setData(0, 300); // PWM1 PC6 30%的占空比

pwm.setData(1, 700); // PWM2 PC7 70%的占空比

// LED

// 测试时间