【转载】 stm32之PWM
發(fā)現(xiàn)這位博主的博客被大量的轉(zhuǎn)發(fā)，我也轉(zhuǎn)載一篇，誰(shuí)叫人家寫(xiě)的好呢。
原文地址：http://blog.sina.com.cn/s/blog_49cb42490100s6uh.html
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脈沖寬度調(diào)制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的縮寫(xiě)，簡(jiǎn)稱(chēng)脈寬調(diào)制，是利用微處理器的數(shù)字輸出來(lái)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)。簡(jiǎn)單一點(diǎn)，就是對(duì)脈沖寬度的控制。一般用來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的速度等等。
STM32的定時(shí)器除了TIM6和TIM7之外，其他的定時(shí)器都可以用來(lái)產(chǎn)生PWM輸出，其中高級(jí)定時(shí)器TIM1和TIM8可以同時(shí)產(chǎn)生7路的PWM輸出，而通用定時(shí)器也能同時(shí)產(chǎn)生4路的PWM輸出。
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1.1???PWM輸出模式
STM32的PWM輸出有兩種模式，模式1和模式2，由TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM位確定的（“110”為模式1，“111”為模式2）。模式1和模式2的區(qū)別如下：
110：PWM模式1－在向上計(jì)數(shù)時(shí)，一旦TIMx_CNT<TIMx_CCR1時(shí)通道1為有效電平，否則為無(wú)效電平；在向下計(jì)數(shù)時(shí)，一旦TIMx_CNT>TIMx_CCR1時(shí)通道1為無(wú)效電平(OC1REF=0)，否則為有效電平(OC1REF=1)。
111：PWM模式2－在向上計(jì)數(shù)時(shí)，一旦TIMx_CNT<TIMx_CCR1時(shí)通道1為無(wú)效電平，否則為有效電平；在向下計(jì)數(shù)時(shí)，一旦TIMx_CNT>TIMx_CCR1時(shí)通道1為有效電平，否則為無(wú)效電平。
由此看來(lái)，模式1和模式2正好互補(bǔ)，互為相反，所以在運(yùn)用起來(lái)差別也并不太大。
而從計(jì)數(shù)模式上來(lái)看，PWM也和TIMx在作定時(shí)器時(shí)一樣，也有向上計(jì)數(shù)模式、向下計(jì)數(shù)模式和中心對(duì)齊模式，關(guān)于3種模式的具體資料，可以查看《STM32參考手冊(cè)》的“14.3.9 PWM模式”一節(jié)，在此就不詳細(xì)贅述了。
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1.2???PWM輸出管腳
PWM的輸出管腳是確定好的，具體的引腳功能可以查看《STM32參考手冊(cè)》的“8.3.7?定時(shí)器復(fù)用功能重映射”一節(jié)。在此需要強(qiáng)調(diào)的是，不同的TIMx有分配不同的引腳，但是考慮到管腳復(fù)用功能，STM32提出了一個(gè)重映像的概念，就是說(shuō)通過(guò)設(shè)置某一些相關(guān)的寄存器，來(lái)使得在其他非原始指定的管腳上也能輸出PWM。但是這些重映像的管腳也是由參考手冊(cè)給出的。比如說(shuō)TIM3的第2個(gè)通道，在沒(méi)有重映像的時(shí)候，指定的管腳是PA.7，如果設(shè)置部分重映像之后，TIM3_CH2的輸出就被映射到PB.5上了，如果設(shè)置了完全重映像的話，TIM3_CH2的輸出就被映射到PC.7上了。
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1.3???PWM輸出信號(hào)
PWM輸出的是一個(gè)方波信號(hào)，信號(hào)的頻率是由TIMx的時(shí)鐘頻率和TIMx_ARR預(yù)分頻器所決定的，具體設(shè)置方法在前面一個(gè)學(xué)習(xí)筆記中有詳細(xì)的交代。而輸出信號(hào)的占空比則是由TIMx_CRRx寄存器確定的。其公式為“占空比=(TIMx_CRRx/TIMx_ARR)*100%”，因此，可以通過(guò)向CRR中填入適當(dāng)?shù)臄?shù)來(lái)輸出自己所需的頻率和占空比的方波信號(hào)。
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2.?????TIMER輸出PWM實(shí)現(xiàn)步驟
1.???????設(shè)置RCC時(shí)鐘；
2.???????設(shè)置GPIO時(shí)鐘；
3.???????設(shè)置TIMx定時(shí)器的相關(guān)寄存器；
4.???????設(shè)置TIMx定時(shí)器的PWM相關(guān)寄存器。
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第1步設(shè)置RCC時(shí)鐘已經(jīng)在前文中給出了詳細(xì)的代碼，在此就不再多說(shuō)了。需要注意的是通用定時(shí)器TIMx是由APB1提供時(shí)鐘，而GPIO則是由APB2提供時(shí)鐘。注意，如果需要對(duì)PWM的輸出進(jìn)行重映像的話，還需要開(kāi)啟引腳復(fù)用時(shí)鐘AFIO。
第2步設(shè)置GPIO時(shí)鐘時(shí)，GPIO模式應(yīng)該設(shè)置為復(fù)用推挽輸出GPIO_Mode_AF_PP，如果需要引腳重映像的話，則需要用GPIO_PinRemapConfig()函數(shù)進(jìn)行設(shè)置。
第3步設(shè)置TIMx定時(shí)器的相關(guān)寄存器時(shí)，和前一篇學(xué)習(xí)筆記一樣，設(shè)置好相關(guān)的TIMx的時(shí)鐘和技術(shù)模式等等。具體設(shè)置參看“TIMER基本定時(shí)功能”的學(xué)習(xí)筆記。
第4步設(shè)置PWM相關(guān)寄存器，首先要設(shè)置PWM模式（默認(rèn)情況下PWM是凍結(jié)的），然后設(shè)置占空比（根據(jù)前面所述公式進(jìn)行計(jì)算），再設(shè)置輸出比較極性：當(dāng)設(shè)置為High時(shí)，輸出信號(hào)不反相，當(dāng)設(shè)置為Low時(shí)，輸出信號(hào)反相之后再輸出。最重要是是要使能TIMx的輸出狀態(tài)和使能TIMx的PWM輸出使能。
相關(guān)設(shè)置完成之后，就可以通過(guò)TIM_Cmd()來(lái)打開(kāi)TIMx定時(shí)器，從而得到PWM輸出了。
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3.?????TIMER輸出PWM源代碼
由于我現(xiàn)在手上的奮斗開(kāi)發(fā)板是將PB.5接到LED上，因此需要使用TIM3的CH2通道，并且要進(jìn)行引腳重映像。打開(kāi)TIM3之后，PWM輸出，使得LED點(diǎn)亮，通過(guò)改變PWM_cfg()中的占空比可以調(diào)節(jié)LED的亮度。
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#include "stm32f10x_lib.h"
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void RCC_cfg();
void GPIO_cfg();
void TIMER_cfg();
void PWM_cfg();
//占空比，取值范圍為0-100
int dutyfactor = 50;
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int main()
{
?????int Temp;
???????RCC_cfg();
???????GPIO_cfg();
???????TIMER_cfg();
???????PWM_cfg();
?
???????//使能TIM3計(jì)時(shí)器，開(kāi)始輸出PWM
???????TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
?
???????while(1);
}
?
void RCC_cfg()
{
???????//定義錯(cuò)誤狀態(tài)變量
???????ErrorStatus HSEStartUpStatus;
??????
???????//將RCC寄存器重新設(shè)置為默認(rèn)值
???????RCC_DeInit();
?
???????//打開(kāi)外部高速時(shí)鐘晶振
???????RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
?
???????//等待外部高速時(shí)鐘晶振工作
???????HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
???????if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)
???????{
??????????????//設(shè)置AHB時(shí)鐘(HCLK)為系統(tǒng)時(shí)鐘
??????????????RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
?
??????????????//設(shè)置高速AHB時(shí)鐘(APB2)為HCLK時(shí)鐘
??????????????RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);
?
??????????????//設(shè)置低速AHB時(shí)鐘(APB1)為HCLK的2分頻
??????????????RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
?????????????
??????????????//設(shè)置FLASH代碼延時(shí)
??????????????FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
?
??????????????//使能預(yù)取指緩存
??????????????FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);
?
??????????????//設(shè)置PLL時(shí)鐘，為HSE的9倍頻?8MHz * 9 = 72MHz
??????????????RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);
?
??????????????//使能PLL
??????????????RCC_PLLCmd(ENABLE);
?
??????????????//等待PLL準(zhǔn)備就緒
??????????????while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);
?
??????????????//設(shè)置PLL為系統(tǒng)時(shí)鐘源
??????????????RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
?
??????????????//判斷PLL是否是系統(tǒng)時(shí)鐘
??????????????while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);
???????}
?
???????//開(kāi)啟TIM3的時(shí)鐘
???????RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
???????//開(kāi)啟GPIOB的時(shí)鐘和復(fù)用功能
???????RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
?
}
?
void GPIO_cfg()
{
???????GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
?
??????
???????//部分映射，將TIM3_CH2映射到PB5
//?????GPIO_PinRemapConfig(GPIO_FullRemap_TIM3, ENABLE);
???????GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE);
?
???????//選擇引腳5
???????GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
???????//輸出頻率最大50MHz????????????????????????????????????????????????????????
???????GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
???????//復(fù)用推挽輸出??????????????????????????????????????????????
??????GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;?
?
???????GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
}
?
void TIMER_cfg()
{
???????TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
?
???????//重新將Timer設(shè)置為缺省值
???????TIM_DeInit(TIM3);
???????//采用內(nèi)部時(shí)鐘給TIM3提供時(shí)鐘源
???????TIM_InternalClockConfig(TIM3);
???????//預(yù)分頻系數(shù)為0，即不進(jìn)行預(yù)分頻，此時(shí)TIMER的頻率為72MHz
???????TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;
???????//設(shè)置時(shí)鐘分割
???????TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
???????//設(shè)置計(jì)數(shù)器模式為向上計(jì)數(shù)模式
???????TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
???????//設(shè)置計(jì)數(shù)溢出大小，每計(jì)7200個(gè)數(shù)就產(chǎn)生一個(gè)更新事件，即PWM的輸出頻率為10kHz
???????TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 7200 - 1;
???????//將配置應(yīng)用到TIM3中
???????TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseStructure);
}
?
void PWM_cfg()
{
???????TIM_OCInitTypeDef TimOCInitStructure;
???????//設(shè)置缺省值
???????TIM_OCStructInit(&TimOCInitStructure);
???????//PWM模式1輸出
???????TimOCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
???????//設(shè)置占空比，占空比=(CCRx/ARR)*100%或(TIM_Pulse/TIM_Period)*100%
???????TimOCInitStructure.TIM_Pulse = dutyfactor * 7200 / 100;
???????//TIM輸出比較極性高
???????TimOCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
???????//使能輸出狀態(tài)
???????TimOCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
???????//TIM3的CH2輸出
???????TIM_OC2Init(TIM3, &TimOCInitStructure);
???????//設(shè)置TIM3的PWM輸出為使能
???????TIM_CtrlPWMOutputs(TIM3,ENABLE);
}
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總結(jié)
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