STM32F103_TIM3输出PWM波实现全彩呼吸灯

一、LED灯

1. 必须是全彩RGB_LED灯

2. 通过不同的红绿蓝三色LED混合出256种颜色，同电脑画图里的调色RGB888，每个灯各用8位控制其亮度，其中全灭表示黑色。

二、

1. LED亮度等级表

/* LED亮度等级 PWM表,指数曲线 ，此表使用工程目录下的python脚本index_wave.py生成*/

const uint16_t indexWave[] = {

1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 

    2, 2, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 5,

    5, 5, 6, 6, 7, 7, 8, 8, 9, 9, 10,

    11, 12, 12, 13, 14, 15, 17, 18,

    19, 20, 22, 23, 25, 27, 29, 31, 

    33, 36, 38, 41, 44, 47, 51, 54, 

    58, 63, 67, 72, 77, 83, 89, 95, 

    102, 110, 117, 126, 135, 145, 156, 

    167, 179, 192, 206, 221, 237, 254,

    272, 292, 313, 336, 361, 387, 415,

    445, 477, 512, 512, 477, 445, 415, 

    387, 361, 336, 313, 292, 272, 254, 

    237, 221, 206, 192, 179, 167, 156, 

    145, 135, 126, 117, 110, 102, 95, 

    89, 83, 77, 72, 67, 63, 58, 54, 51, 

    47, 44, 41, 38, 36, 33, 31, 29, 27,

    25, 23, 22, 20, 19, 18, 17, 15, 14,

    13, 12, 12, 11, 10, 9, 9, 8, 8, 7, 7,

    6, 6, 5, 5, 5, 4, 4, 4, 4, 3, 3, 3, 

    3, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 1

};

2. 各项参数宏定义

extern uint16_t POIT_NUM;

extern __IO uint16_t period_class;

/*电压幅值等级数*/

#define AMPLITUDE_CLASS 256

/*****************定时器通道**************************/

#define   BREATH_TIMx                      TIM3

#define   BREATH_TIM_APBxClock_FUN         RCC_APB1PeriphClockCmd

#define   BREATH_TIM_CLK                   RCC_APB1Periph_TIM3

/*****************红灯**************************/

#define   BREATH_RED_LED_PORT                            GPIOB

#define   BREATH_RED_LED_PIN                            GPIO_Pin_5

#define   BREATH_RED_CCRx                 CCR2    

#define   RED_TIM_OCxInit                 TIM_OC2Init

#define     RED_TIM_OCxPreloadConfig            TIM_OC2PreloadConfig

/*****************绿灯**************************/

#define   BREATH_GRE_LED_PORT                            GPIOB

#define   BREATH_GRE_LED_PIN                          GPIO_Pin_0

#define   BREATH_GRE_CCRx                 CCR3

#define   GRE_TIM_OCxInit                 TIM_OC3Init

#define     GRE_TIM_OCxPreloadConfig            TIM_OC3PreloadConfig

/*****************蓝灯**************************/

#define   BREATH_BLU_LED_PORT                            GPIOB

#define   BREATH_BLU_LED_PIN                            GPIO_Pin_1

#define   BREATH_BLU_CCRx                 CCR4

#define   BLU_TIM_OCxInit                 TIM_OC4Init

#define     BLU_TIM_OCxPreloadConfig            TIM_OC4PreloadConfig

#define   BREATH_LED_REMAP_FUN()       GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3 ,ENABLE);

//中断

#define   BREATH_TIM_IRQHandler                        TIM3_IRQHandler

三、breathing_led.c 编写

1. GPIO配置函数，其中red灯用TIM3_CH2,其由PB5部分重映射而来，因此在配置时必须开启AFIO时钟，并重映射。

__IO uint16_t period_class = 1;//pwm表中的每个数据只使用一次

uint16_t POIT_NUM = sizeof(indexWave) / sizeof (indexWave[0]); //计算pwm表中一共有多少数据，数据表应放在此条语句之前

static void Breath_LED_Config(void)

{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;    

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); //重映射时必须开启AFIO时钟

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    BREATH_LED_REMAP_FUN();

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = BREATH_RED_LED_PIN;

    GPIO_Init(BREATH_RED_LED_PORT, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = BREATH_GRE_LED_PIN;

    GPIO_Init(BREATH_GRE_LED_PORT, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = BREATH_BLU_LED_PIN;

    GPIO_Init(BREATH_BLU_LED_PORT, &GPIO_InitStructure);

}

2. 中断向量表配置，只用到定时器3中断，因而中断优先级可任意配置。

/**

  * @brief  中断参数配置

  * @param  无

  * @retval 无

  */

static void Breath_NVIC_Config(void)

{

    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;

    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}

3. 定时器模式配置函数，其中低电平led量，因而PWM有效电平为low，占空比通过TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period ，TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse 来配置，初始化占空比为0；

static void Breath_TIM_Config(void)

{

    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;

    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;

    //开时钟

    BREATH_TIM_APBxClock_FUN(BREATH_TIM_CLK, ENABLE);

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = (512 - 1);

    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler =(10 - 1); 

    TIM_TimeBaseInit(BREATH_TIMx, &TIM_TimeBaseInitStructure);

    //输出比较配置

    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;

    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;  /********************配置为低的原因是  低电平点亮LED灯**********************/            

    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable ;

    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;

    RED_TIM_OCxInit(BREATH_TIMx, &TIM_OCInitStructure); 

    RED_TIM_OCxPreloadConfig (BREATH_TIMx, TIM_OCPreload_Enable );  //预装载使能

    GRE_TIM_OCxInit(BREATH_TIMx, &TIM_OCInitStructure);

    GRE_TIM_OCxPreloadConfig (BREATH_TIMx, TIM_OCPreload_Enable );

    BLU_TIM_OCxInit(BREATH_TIMx, &TIM_OCInitStructure);

    BLU_TIM_OCxPreloadConfig (BREATH_TIMx, TIM_OCPreload_Enable );

    TIM_ARRPreloadConfig (BREATH_TIMx, ENABLE);//一定要使能自动重装载        

    TIM_Cmd (BREATH_TIMx, ENABLE);

    //中断开启

    TIM_ITConfig(BREATH_TIMx, TIM_IT_Update, ENABLE);

    //中断优先级 

        Breath_NVIC_Config();    

}

.4. 初始化

void Breath_LED_Init(void)

{

    Breath_LED_Config();

    Breath_TIM_Config();

}

四、中断函数，关键点为将每个亮度等级（一共有512个亮度等级，也就是TIM_Period的值）又分为256个等级，通过对比设定参数与实际参数控制LED亮灭来实现调色。

extern uint16_t indexWave[];

extern __IO uint32_t rgb_color;

void BREATH_TIM_IRQHandler(void)

{

    static uint16_t period_cnt = 0;

    static uint16_t pwm_index = 0;

    static uint16_t amplitude_cnt = 0;//计算幅值等级

        if(TIM_GetFlagStatus (BREATH_TIMx, TIM_FLAG_Update) == SET)

        {

            amplitude_cnt ++;

            if(amplitude_cnt > AMPLITUDE_CLASS)

            {

                period_cnt ++;

                if(period_cnt > period_class)

                {

                    period_cnt = 0;

                    pwm_index ++;

                    if(pwm_index >= POIT_NUM)

                    {

                        pwm_index = 0;

                    }                        

                }    

                amplitude_cnt = 0;

            }

            else

            {

                if(((rgb_color & 0xff0000) >> 16) >= amplitude_cnt)

                    BREATH_TIMx -> BREATH_RED_CCRx = indexWave[pwm_index];

                else 

                    BREATH_TIMx -> BREATH_RED_CCRx = 0;

                if(((rgb_color & 0x00ff00) >> 8) >= amplitude_cnt)

                    BREATH_TIMx -> BREATH_GRE_CCRx = indexWave[pwm_index];

                else 

                    BREATH_TIMx -> BREATH_GRE_CCRx = 0;

                if((rgb_color & 0xff) >=amplitude_cnt)

                    BREATH_TIMx -> BREATH_BLU_CCRx = indexWave[pwm_index];

                else 

                    BREATH_TIMx -> BREATH_BLU_CCRx = 0;                

            }        

            TIM_ClearITPendingBit (BREATH_TIMx, TIM_IT_Update);

        }

五、主函数

#include 'breathing_led.h'

#define SOFT_DELAY() Delay(0xFFFFFF);  //通过设定此参数来实现指定颜色，其值可通过电脑-画图-编辑颜色算得

__IO uint32_t rgb_color = 0x9CE326; // 156  227  38，此参数用来设置混合的颜色 

int main()

{

    Breath_LED_Init();

    while(1)

    ;   

}