使用STM32G431实现PWM输出详解
在嵌入式开发中，PWM（脉宽调制）是一种常用技术，用于生成模拟信号、控制电机、LED亮度等。本文以STM32G431为例，详细讲解如何通过TIM1定时器实现PWM输出，包含完整代码和关键点分析。一、项目需求目标是使用STM32G431生成两路独立的PWM信号，分别控制LED亮度和直流电机速度：
[*]PWM频率为1kHz。
[*]占空比可动态调整（0%-100%）。
[*]使用DMA更新占空比，减小CPU负担。
二、硬件准备
[*]STM32G431开发板
[*]一颗LED
[*]一台直流电机和驱动电路
[*]电源及相关连接线
三、软件开发开发工具：STM32CubeMX、Keil MDK（或其他支持的IDE）。
1. 定时器配置在STM32CubeMX中：
[*]启用TIM1定时器，设置为PWM模式。
[*]选择两个通道（CH1和CH2）。
[*]设定时钟频率和计数器周期，以实现1kHz频率。
[*]配置DMA通道用于动态更新占空比。
2. 配置代码实现以下是基于STM32 HAL库的完整实现代码：
#include "main.h"
/* 定义全局变量 */
TIM_HandleTypeDef htim1;
DMA_HandleTypeDef hdma_tim1_ch1;
DMA_HandleTypeDef hdma_tim1_ch2;
/* PWM占空比缓冲区 */
uint32_t pwm_duty_cycle = {50, 75};// 初始占空比分别为50%和75%
/* 初始化TIM1定时器 */
void TIM1_PWM_Init(void) {
TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};
htim1.Instance = TIM1;
htim1.Init.Prescaler = 80 - 1;// 时钟分频
htim1.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
htim1.Init.Period = 1000 - 1;// 计数周期，1kHz
htim1.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
htim1.Init.RepetitionCounter = 0;
HAL_TIM_PWM_Init(&htim1);
sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
sConfigOC.Pulse = 500;// 初始占空比50%
sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
/* 配置通道1 */
HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim1, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1);
/* 配置通道2 */
HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim1, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_2);
}
/* 初始化DMA */
void DMA_Init(void) {
__HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();
/* 配置DMA用于TIM1通道1 */
hdma_tim1_ch1.Instance = DMA1_Channel1;
hdma_tim1_ch1.Init.Direction = DMA_MEMORY_TO_PERIPH;
hdma_tim1_ch1.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;
hdma_tim1_ch1.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;
hdma_tim1_ch1.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_WORD;
hdma_tim1_ch1.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_WORD;
hdma_tim1_ch1.Init.Mode = DMA_CIRCULAR;
hdma_tim1_ch1.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH;
HAL_DMA_Init(&hdma_tim1_ch1);
__HAL_LINKDMA(&htim1, hdma, hdma_tim1_ch1);
/* 配置DMA用于TIM1通道2 */
hdma_tim1_ch2.Instance = DMA1_Channel2;
HAL_DMA_Init(&hdma_tim1_ch2);
__HAL_LINKDMA(&htim1, hdma, hdma_tim1_ch2);
}
/* 启动PWM */
void Start_PWM(void) {
HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim1, TIM_CHANNEL_1, &pwm_duty_cycle, 1);
HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim1, TIM_CHANNEL_2, &pwm_duty_cycle, 1);
}
/* 主函数 */
int main(void) {
HAL_Init();
SystemClock_Config();// 时钟配置
TIM1_PWM_Init();
DMA_Init();
Start_PWM();
while (1) {
/* 动态调整占空比 */
pwm_duty_cycle = (pwm_duty_cycle + 10) % 100;
pwm_duty_cycle = (pwm_duty_cycle + 20) % 100;
HAL_Delay(500);// 模拟任务处理
}
}
四、关键代码讲解
[*]定时器初始化
通过设置预分频器和计数周期，定时器被配置为1kHz的PWM输出，通道1和通道2分别控制LED和电机。
[*]DMA与PWM结合
利用DMA循环模式，每500ms更新占空比，无需占用CPU资源。
[*]动态调节占空比
主循环中简单模拟占空比变化，真实项目可结合传感器数据或用户输入调整。
五、运行效果烧录代码后，LED亮度和电机转速会以不同的规律动态变化。
六、总结本文展示了使用STM32G431通过定时器和DMA生成PWM信号的完整流程。这种方法广泛适用于对功率设备的控制，如LED调光、电机驱动等。如果对某些细节有疑问，欢迎在评论区留言讨论！
看得很清楚，这个PWM配置我也试试在自己的项目里用！ 最近刚好在调STM32的PWM，DMA结合确实是个高效方法！ 不错的文章，感觉直接抄代码就能跑了哈哈。 TIM1的用法讲得很详细，帮大忙了！ 能再分享一下如何用CubeMX快速配置吗？想更深入学学。 文章写得挺通俗易懂，尤其是占空比动态调节部分！ 好东西，感觉这个代码能直接套用到多轴控制上！ PWM生成模拟信号这块可以用DAC代替吗？期待后续讲解！ 有点意思，开发电机控制这块确实离不开定时器。
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