PWM（脉宽调制）是一种通过改变信号的占空比来调节输出功率的技术，广泛用于LED亮度调节、马达控制等场景。STM32F407作为一款强大的微控制器，内置多种定时器，能轻松实现PWM功能。本文将以控制LED亮度为例，介绍如何配置定时器的PWM模式，并结合代码进行实现。
一、开发环境准备- 硬件
- STM32F407开发板
- 一颗普通LED（或RGB LED，选用普通LED以简化）
- 220Ω电阻
- 面包板和杜邦线
- 软件
二、PWM简介PWM信号由频率和占空比决定：
- 频率：PWM信号重复的周期。
- 占空比：高电平持续时间与周期的比例。
通过改变占空比，可以调节LED的亮度。例如，占空比50%时，LED亮度约为最大的一半。
三、开发步骤1. 硬件连接将LED的正极接到开发板的定时器输出引脚（如PA6，对应TIM3的通道1），负极通过220Ω电阻接GND。
2. 使用STM32CubeMX生成代码- 创建新工程，选择STM32F407芯片型号。
- 在引脚配置界面，启用TIM3_CH1（PA6）。
- 设置时钟树，将HCLK配置为84MHz（常用值）。
- 在“Configuration”界面，配置TIM3为PWM模式：
- 生成代码，选择STM32CubeIDE作为工具链。
3. 编写代码以下是核心代码：
- #include "main.h"
- TIM_HandleTypeDef htim3;
- // 初始化定时器PWM
- void MX_TIM3_Init(void) {
- TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};
- htim3.Instance = TIM3;
- htim3.Init.Prescaler = 84 - 1; // 时钟预分频，得到1MHz
- htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
- htim3.Init.Period = 1000 - 1; // 周期，得到1kHz的PWM
- htim3.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
- htim3.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
- if (HAL_TIM_PWM_Init(&htim3) != HAL_OK) {
- Error_Handler();
- }
- sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
- sConfigOC.Pulse = 500; // 初始占空比50%
- sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
- sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
- if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim3, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK) {
- Error_Handler();
- }
- HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_1); // 启动PWM
- }
- // 主程序
- int main(void) {
- HAL_Init();
- SystemClock_Config();
- MX_GPIO_Init();
- MX_TIM3_Init();
- while (1) {
- for (int duty = 0; duty <= 1000; duty += 10) {
- __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_1, duty); // 更新占空比
- HAL_Delay(10);
- }
- for (int duty = 1000; duty >= 0; duty -= 10) {
- __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_1, duty);
- HAL_Delay(10);
- }
- }
- }
- void SystemClock_Config(void) {
- // 时钟配置代码由CubeMX自动生成，此处略。
- }
- void MX_GPIO_Init(void) {
- // GPIO初始化代码由CubeMX自动生成，此处略。
- }
- 将代码烧录到STM32F407开发板中。
- 启动程序后，LED会以1kHz频率逐渐变亮变暗，呈现呼吸灯效果。
五、代码解析- 定时器初始化
设置TIM3为PWM模式，84MHz主时钟通过预分频器降到1MHz，周期1000对应的频率即为1kHz。
- 占空比调节
通过__HAL_TIM_SET_COMPARE函数改变通道1的比较值，实现占空比动态调整。
- PWM呼吸效果
使用两个循环分别递增和递减占空比，实现LED亮度的平滑过渡。
六、总结本文详细讲解了如何使用STM32F407的定时器实现PWM控制，代码清晰易懂，具有较高的参考价值。通过本次学习，你不仅能掌握PWM的基本原理，还能将其应用于更复杂的嵌入式项目中。
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