2020年06月12日 | STM32基于固件库学习笔记(9)TM3产生PWM调LED亮度

PWM

　　脉冲宽度调制模式可以产生一个由TIMx_ARR寄存器确定频率、由TIMx_CCRx寄存器确定占空比的信号，也就是说对脉冲宽度的控制。

　　STM32 的定时器除了 TIM6 和 7。其他的定时器都可以用来产生 PWM 输出。其中高级定时器 TIM1 和 TIM8 可以同时产生多达 7 路的 PWM 输出。而通用定时器也能同时产生多达 4路的 PWM 输出，这样，STM32 最多可以同时产生 30 路 PWM 输出！　

　　在TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM位写入’110’(PWM模式1)或’111’(PWM模式2)，能够独立地设置每个OCx输出通道产生一路PWM。必须设置TIMx_CCMRx寄存OCxPE位以使能相应的预装载寄存器，最后还要设置TIMx_CR1寄存器的ARPE位，(在向上计数或中心对称模式中)使能自动重装载的预装载寄存器。

　　仅当发生一个更新事件的时候，预装载寄存器才能被传送到影子寄存器，因此在计数器开始计数之前，必须通过设置TIMx_EGR寄存器中的UG位来初始化所有的寄存器。

　　OCx的极性可以通过软件在TIMx_CCER寄存器中的CCxP位设置，它可以设置为高电平有效或低电平有效。TIMx_CCER寄存器中的CCxE位控制OCx输出使能。详见TIMx_CCERx寄存器的描述。

　　在PWM模式(模式1或模式2)下，TIMx_CNT和TIMx_CCRx始终在进行比较，(依据计数器的计数方向)以确定是否符合TIMx_CCRx≤TIMx_CNT或者TIMx_CNT≤TIMx_CCRx。然而为了与OCREF_CLR的功能(在下一个PWM周期之前，ETR信号上的一个外部事件能够清除OCxREF)一致，OCxREF信号只能在下述条件下产生：

　　● 当比较的结果改变，或通用定时器(TIMx)

　　● 当输出比较模式(TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM位)从“冻结”(无比较，OCxM=’000’)切换到某个PWM模式(OCxM=’110’或’111’)。

　　这样在运行中可以通过软件强置PWM输出。

　　根据TIMx_CR1寄存器中CMS位的状态，定时器能够产生边沿对齐的PWM信号或中央对齐的PWM信号。

PWM 边沿对齐模式

向上计数配置

　　当TIMx_CR1寄存器中的DIR位为低的时候执行向上计数。

　　下面是一个PWM模式1的例子。当TIMx_CNT

　　如果比较值为0，则OCxREF保持为’0’。 下图为TIMx_ARR=8时边沿对齐的PWM波形实例。

- 向下计数配置

　　当TIMx_CR1寄存器的DIR位为高时执行向下计数。

　　在PWM模式1，当TIMx_CNT>TIMx_CCRx时参考信号OCxREF为低，否则为高。如果TIMx_CCRx中的比较值大于TIMx_ARR中的自动重装载值，则OCxREF保持为’1’。该模式下不能产生0％的PWM波形。

PWM 中央对齐模式

　　当TIMx_CR1寄存器中的CMS位不为’00’时，为中央对齐模式(所有其他的配置OCxREF/OCx信号都有相同的作用)。根据不同的CMS位设置，比较标志可以在计数器向上计数时被置’1’、在计数器向下计数时被置’1’、或在计数器向上和向下计数时被置’1’。TIMx_CR1寄存器中的计数方向位(DIR)由硬件更新，不要用软件修改它。

下图给出了一些中央对齐的PWM波形的例子

　● TIMx_ARR=8

　● PWM模式1

　● TIMx_CR1寄存器中的CMS=01，在中央对齐模式1时，当计数器向下计数时设置比较标志。

使用中央对齐模式的提示：

● 进入中央对齐模式时，使用当前的向上/向下计数配置；这就意味着计数器向上还是向下计数取决于TIMx_CR1寄存器中DIR位的当前值。此外，软件不能同时修改DIR和CMS位。

● 不推荐当运行在中央对齐模式时改写计数器，因为这会产生不可预知的结果。特别地：

　─ 如果写入计数器的值大于自动重加载的值(TIMx_CNT>TIMx_ARR)，则方向不会被更新。

例如，如果计数器正在向上计数，它就会继续向上计数。

　─ 如果将0或者TIMx_ARR的值写入计数器，方向被更新，但不产生更新事件UEV。

● 使用中央对齐模式最保险的方法，就是在启动计数器之前产生一个软件更新(设置

TIMx_EGR 位中的UG位)，不要在计数进行过程中修改计数器的值。

通过库函数来配置该功能的步骤

注：本次学习的使用TIM3的向上计数模式（TIM3_CH2 通道将重映射到 PB5 上）产生PWM。

1. 开启TIM3时钟以及复用功能时钟，配置PB5为复用输出。

  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);  //使能定时器3时钟

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); //复用时钟使能

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE); //使能GPIOB时钟

  GPIO_InitTypeDef GPIO_ITDef_PB5;

  GPIO_ITDef_PB5.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;

  GPIO_ITDef_PB5.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出

  GPIO_ITDef_PB5.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;

  GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_ITDef_PB5);

2. 设置TIM3_CH2重映射到 PB5上。

默认条件下，TIM3_REMAP[1:0]为 00，是没有重映射的，所以 TIM3_CH1~TIM3_CH4 分别是接在 PA6、PA7、PB0 和 PB1 上的，而我们想让 TIM3_CH2 映射到 PB5 上，则需要设置TIM3_REMAP[1:0]=10，即部分重映射，这里需要注意，此时 TIM3_CH1 也被映射到 PB4 上了。

GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3,ENABLE); //重映射 TIM3_CH2->PB5

3. 初始化TIM3, 设置TIM3的ARR和PSC 。

注：向上计数模式

  TIM_TBIStruct_TIM3.TIM_Period = 100; //设置自动重装载值 ARR

  TIM_TBIStruct_TIM3.TIM_Prescaler = 7199; //设置预分频值 PSC

  TIM_TBIStruct_TIM3.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim

  TIM_TBIStruct_TIM3.TIM_ClockDivision = TIM_CounterMode_Up; //TIM 向上计数模式  

  TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TBIStruct_TIM3);

4. 设置TIM3_CH2的PWM 模式 使能TIM3的CH2输出。

注：在固件库"stm32f10x.h"和"stm32f10x.c"里能查到。

  void TIM_OC2Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);

//主要还是TIM_OCInitTypeDef结构体的定义内容。

typedef struct

{

  uint16_t TIM_OCMode;//选择定时器模式。

  /*

  TIM_OCMode_Timing  TIM 输出比较时间模式

 TIM_OCMode_Active   TIM 输出比较主动模式

 TIM_OCMode_Inactive TIM 输出比较非主动模式

 TIM_OCMode_Toggle   TIM 输出比较触发模式

 TIM_OCMode_PWM1     TIM 脉冲宽度调制模式 1

 TIM_OCMode_PWM2     TIM 脉冲宽度调制模式 2

  */      

  uint16_t TIM_OutputState; //设置比较输出使能

  uint16_t TIM_OutputNState; //指定TIM的互补输出比较状态。 

  //设置了待装入捕获比较寄存器的脉冲值。它的取值必须在 0x0000 和 0xFFFF 之间。

  uint16_t TIM_Pulse; 

  uint16_t TIM_OCPolarity;//输出极性

  /*

  TIM_OCPolarity_High TIM 输出比较极性高

  TIM_OCPolarity_Low TIM 输出比较极性低

  */

  uint16_t TIM_OCNPolarity;//指定互补的输出极性。  

  uint16_t TIM_OCIdleState; //指定空闲状态下的TIM输出比较引脚状态。

  uint16_t TIM_OCNIdleState; //指定空闲状态下的TIM输出比较引脚状态。

} TIM_OCInitTypeDef;

 //初始化 TIM3 Channel2 PWM 模式

  TIM_OCInitTypeDef TIM_OCITDef_TIM3; 

  TIM_OCITDef_TIM3.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //选择 PWM 模式 2

  TIM_OCITDef_TIM3.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能

  TIM_OCITDef_TIM3.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性高  

  TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCITDef_TIM3); //初始化外设 TIM3 OC2

注：TIM_OutputNState、TIM_OCNPolarity、TIM_OCIdleState 和 TIM_OCNIdleState 是高级定时器 TIM1 和 TIM8 才用到的

5. 使能TIM3。

TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能 TIM3

6. 修改TIM3_CCR2来控制占空比。

注：修改Compare2便可以修改占空比。

void TIM_SetCompare2(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare2)；

完整程序

#include "stm32f10x.h"  

/*

   TIM3输出比较模式

   LED  PB5

   KEY0   

*/

u16 data = 0;//0-1000

u8 temp = 2;//1-250 2-500 3-1000

u8 dir = 1;

void delay_ms(u16 time)

{    

   u16 i = 0;  

   while(time--)

   {

      i = 12000;  

      while(i--);    

   }

}

void LED_Init_PE5(void)

{

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE,ENABLE);  

  GPIO_InitTypeDef GPIO_ITDef_PE5;

  GPIO_ITDef_PE5.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;

  GPIO_ITDef_PE5.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出

  GPIO_ITDef_PE5.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;

  GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_ITDef_PE5);

  GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_5);//1

}

void KEY0_Init_PE4(void)

{

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);

  GPIO_InitTypeDef GPIO_ITDef_PE4;

  GPIO_ITDef_PE4.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;

  GPIO_ITDef_PE4.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//上拉输入

  GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_ITDef_PE4); 

  //外部中断

  GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOE,GPIO_PinSource4);

  EXTI_InitTypeDef EXTI_ITDef_PE4;

  EXTI_ITDef_PE4.EXTI_Line = EXTI_Line4;

  EXTI_ITDef_PE4.EXTI_Mode =  EXTI_Mode_Interrupt;//为中断请求

  EXTI_ITDef_PE4.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;//输入线路下升沿中断

  EXTI_ITDef_PE4.EXTI_LineCmd = ENABLE;  

  EXTI_Init(&EXTI_ITDef_PE4);

  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置 NVIC 中断分组 2:2 位抢占优先级，2 位响应优先级

  NVIC_InitTypeDef NVIC_ITDef;

  NVIC_ITDef.NVIC_IRQChannel = EXTI4_IRQn; //使能按键外部中断通道

  NVIC_ITDef.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02; //抢占优先级 2，

  NVIC_ITDef.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x02; //子优先级 2

  NVIC_ITDef.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能外部中断通道

  NVIC_Init(&NVIC_ITDef);

}

void TIM3_Init(void)

{

  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); //复用时钟使能

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE); 

  GPIO_InitTypeDef GPIO_ITDef_PB5;

  GPIO_ITDef_PB5.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;

  GPIO_ITDef_PB5.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出

  GPIO_ITDef_PB5.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;

  GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_ITDef_PB5);

  TIM_DeInit(TIM3);//复位TIM3（可要可不要）

  GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3,ENABLE); //重映射 TIM3_CH2->PB5

  TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TBIStruct_TIM3;

  TIM_TBIStruct_TIM3.TIM_Period = 100; //设置自动重装载值

  TIM_TBIStruct_TIM3.TIM_Prescaler = 7199; //设置预分频值

  TIM_TBIStruct_TIM3.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim

  TIM_TBIStruct_TIM3.TIM_ClockDivision = TIM_CounterMode_Up; //TIM 向上计数模式  

  TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TBIStruct_TIM3);

  //初始化 TIM3 Channel2 PWM 模式

  TIM_OCInitTypeDef TIM_OCITDef_TIM3;  

  TIM_OCITDef_TIM3.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //选择 PWM 模式 2

  TIM_OCITDef_TIM3.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能

  TIM_OCITDef_TIM3.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性高  

  TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCITDef_TIM3); //初始化外设 TIM3 OC2

  TIM_OC2PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable); //使能预装载寄存器

  TIM_Cmd(TIM3,ENABLE); //使能 TIM3

}

int main(void)

{

  LED_Init_PE5();

  KEY0_Init_PE4();

  TIM3_Init();

  while(1)

  {

    //按键处理（通过按键改变占空比）

    switch(temp)

    {

      case 0:data=0;break;

      case 1:data=3;break;

      case 2:data=5;break;

      case 3:data=10;break;

      case 4:data=50;break;

      case 5:data=90;break;

      case 6:data=100;break;

    }

/*    data从0-200-0 来修改占空比

     delay_ms(10);

     if(dir)data++;

       else data--;

     if(data>200)dir=0;

     if(data==0)dir=1;

*/

     TIM_SetCompare2(TIM3,data);

  }

}

//按键中断处理函数，按键每按一下，PE5的状态翻转一次（LED亮灭翻转）

void EXTI4_IRQHandler(void)

{

    if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line4)!=RESET)//判断某个线上的中断是否发生

   {

     delay_ms(10);     //按键延时消斗

     if(!(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE,GPIO_Pin_4)))//再次判断是否按键按下

     {    

       temp++;//按下一次，temp+1，

       if(temp>6)temp=0;//这里可以根据实际需求修改

       if(GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOE,GPIO_Pin_5))//是灭的

       {

         GPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_Pin_5); //BRR  0 亮

       }else 

       {

         GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_5);  //BSRR  1  灭

       }          

     }   

    EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line4);