2020年06月17日 | STM32F103 实验 PWM输出

正文

实验目的

使用TIM3的通道2，把通道2重映射到PB5，产生PWM来控制DS0的亮度

实验内容

脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制，是利用 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。简单一点，就是对脉冲宽 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！

要使 STM32 的通用定时器 TIMx 产生 PWM 输出，除了上一章介绍的寄存器外，我们还会 用到 另外3 个寄存器。

寄存器

捕获/比较模式寄存器（TIMx_CCMR1/2）

TIMx_CCMR1 控制 CH1 和 2，而 TIMx_CCMR2 控制 CH3 和 4。

上面一层对应输出而下面的则对应输入。。这里我们需要说明的是模式设置位 OCxM，此部分由 3 位组成。 总共可以配置成 7 种模式，我们使用的是 PWM 模式，所以这 3 位必须设置为 110/111。这两种 PWM 模式的区别就是输出电平的极性相反。

捕获/比较使能寄存器（TIMx_CCER）

该寄存器比较简单，我们这里只用到了 CC2E 位，该位是输入/捕获 2 输出使能位，要想 PWM 从 IO 口输出，这个位必须设置为 1，所以我们需要设置该位为 1。

捕获/比较寄存器（TIMx_CCR1~4）

该寄存器总共有 4 个，对应 4 个 输通道 CH1~4。下面以CCR1为例

在输出模式下，该寄存器的值与 CNT 的值比较，根据比较结果产生相应动作。利用这点， 我们通过修改这个寄存器的值，就可以控制 PWM 的输出脉宽了。

我们要利用 TIM3 的 CH2 输出 PWM 来控制 DS0 的亮度，但是 TIM3_CH2 默认是接在 PA7 上面的，而我们的 DS0 接在 PB5 上面，如果普通 MCU，可能就只能用飞线把 PA7 飞到 PB5 上来实现了，不过，我们用的是 STM32，它比较高级，可以通过重映射功能，把 TIM3_CH2 映射到 PB5 上。

复用重映射和调试 IO 配置寄存器（AFIO_MAPR）

我们这里用到的是 TIM3 的重映射，从上图可以看出，TIM3_REMAP 是由[11:10]这 2 个位 控制的。

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。

相关步骤

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

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //复用推挽输

2） 设置TIM3_CH2重映射到PB5上

GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE); //第一个 入口参数可以理解为设置重映射的类型

//TIM3 部分重映射入口参数为 GPIO_PartialRemap_TIM3

3） 初始化 TIM3,设置 TIM3 的 ARR 和 PSC

在开启了 TIM3 的时钟之后，我们要设置 ARR 和 PSC 两个寄存器的值来控制输出 PWM 的 周期。

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置自动重装载

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置预分频值 

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim 

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式 

TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据指定的参数初始化 TIMx 的 

4） 设置 TIM3_CH2 的 PWM 模式，使能 TIM3 的 CH2 输出

通过配置 TIM3_CCMR1 的相关位来控制 TIM3_CH2 的模式。在库函数中，PWM 通道设 置是通过函数 TIM_OC1Init()~TIM_OC4Init()来设置的，不同的通道的设置函数不一样，这里我 们使用的是通道 2，所以使用的函数是 TIM_OC2Init()。

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

typedef struct {   

uint16_t TIM_OCMode; //设置模式是 PWM 还是输出比较，这里我们是 PWM 模式,TIM_OCMode_PWM2

uint16_t TIM_OutputState; //比较输出使能，也就是使能 PWM 输出到端口。 TIM_OutputState_Enable

uint16_t TIM_OutputNState; */   

uint16_t TIM_Pulse;            

uint16_t TIM_OCPolarity;       //设置极性是高还是低,TIM_OCPolarity_High

uint16_t TIM_OCNPolarity;      

uint16_t TIM_OCIdleState;     

uint16_t TIM_OCNIdleState;   //其他参数是高级定时器TIM1和TIM8才会用到

} TIM_OCInitTypeDef; 

5） 使能 TIM3

TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  //使能 TIM3 

6） 修改 TIM3_CCR2 来控制占空比

最后，在经过以上设置之后，PWM 其实已经开始输出了，只是其占空比和频率都是固定 的，而我们通过修改 TIM3_CCR2 则可以控制 CH2 的输出占空比。继而控制 DS0 的亮度。

修改 TIM3_CCR2 占空比的函数是：

void TIM_SetCompare2(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare2)；

相关代码

#include "led.h"

#include "delay.h"

#include "key.h"

#include "sys.h"

#include "usart.h"

#include "timer.h"

int main(void)

{

u16 led0pwmval=0;

u8 dir=1;

delay_init();     //延时函数初始化   

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

uart_init(115200); //串口初始化为115200

LED_Init();      //LED端口初始化

TIM3_PWM_Init(899,0); //不分频。PWM频率=72000000/900=80Khz,周期的倒数

while(1)

{

delay_ms(10);  

if(dir)led0pwmval++;

else led0pwmval--;

if(led0pwmval>300)dir=0;

if(led0pwmval==0)dir=1;  

TIM_SetCompare2(TIM3,led0pwmval);    

}  

}

void TIM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)

{  

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;

TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;

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

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB  | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);  //使能GPIO外设和AFIO复用功能模块时钟

GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE); //Timer3部分重映射  TIM3_CH2->PB5    

   //设置该引脚为复用输出功能,输出TIM3 CH2的PWM脉冲波形 GPIOB.5

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //TIM_CH2

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

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO

   //初始化TIM3

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值 

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式

TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位

//初始化TIM3 Channel2 PWM模式  

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式2

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

TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性:TIM输出比较极性高

TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM3 OC2

TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM3在CCR2上的预装载寄存器

TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  //使能TIM3

}

总结

下一篇是关于输入捕获，我个人觉得学的越多，越会发现自己的不足；下次更新本文，加点自己的想法上去。