【转】基于stm32f103zet6的定时器的学习3（定时器产生4路PWM）

只看该作者 · 2016-11-12 23:28

定时器TIM3产生四路PWM波输出。

首先介绍一下PWM吧，算是给自己充电，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。

一、这个程序的主函数相当简单：

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/*******由于没有做外设测试的程序是：按键PA0仅一个LED灯******/
/*******由于没有做外设测试的程序是：串口采用的是PA9->(T<->T),PA9->(R<->R)*****/
#include "stm32f10x.h"
#include "LED.h"
#include "SysTick.h"
#include "Delay.h"
#include "Usart.h"
#include "stdio.h"
#include "Timer3.h"
volatile u32 time; // ms 计时变量
int main(void)
{
//初初始化GPIO
LED_GPIO_Config();
//初始化系统定时器
SysTick_Init();
USART1_Config();
printf("\r\n ("__DATE__ " - " __TIME__ ") \r\n");
/* TIM3 PWM波输出初始化，并使能TIM3 PWM输出 */
TIM3_PWM_Init();
while(1);
}

呵呵，看到这样的函数是最爽的了，但是有得必有失，你在主函数里面少了的操作，你在子函数里面也别想跑掉

二、着重来分析这个PWM的初始化函数了。

1、配置GPIO这个是少不了的！看代码，能够明白了

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static void TIM3_GPIO_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
/* TIM3 clock enable */
//PCLK1经过2倍频后作为TIM3的时钟源等于36MHz
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
/* GPIOA and GPIOB clock enable */
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
/*GPIOA Configuration: TIM3 channel 1 and 2 as alternate function push-pull */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // 复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
/*GPIOB Configuration: TIM3 channel 3 and 4 as alternate function push-pull */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}

2、重点是接下来的TIM3_Mode_Config这个配置函数，先上代码，然后一步步分析吧！

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/*
* 函数名：TIM3_Mode_Config
* 描述：配置TIM3输出的PWM信号的模式，如周期、极性、占空比
* 输入：无
* 输出：无
* 调用：内部调用
*/
static void TIM3_Mode_Config(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
/* PWM信号电平跳变值 */
u16 CCR1_Val = 500;
u16 CCR2_Val = 375;
u16 CCR3_Val = 250;
u16 CCR4_Val = 125;
/* -----------------------------------------------------------------------
TIM3 Configuration: generate 4 PWM signals with 4 different duty cycles:
TIM3CLK = 36 MHz, Prescaler = 0x0, TIM3 counter clock = 36 MHz
TIM3 ARR Register = 999 => TIM3 Frequency = TIM3 counter clock/(ARR + 1)
TIM3 Frequency = 36 KHz.
TIM3 Channel1 duty cycle = (TIM3_CCR1/ TIM3_ARR)* 100 = 50%
TIM3 Channel2 duty cycle = (TIM3_CCR2/ TIM3_ARR)* 100 = 37.5%
TIM3 Channel3 duty cycle = (TIM3_CCR3/ TIM3_ARR)* 100 = 25%
TIM3 Channel4 duty cycle = (TIM3_CCR4/ TIM3_ARR)* 100 = 12.5%
----------------------------------------------------------------------- */
/* Time base configuration */
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 999; //当定时器从0计数到999，即为1000次，为一个定时周期
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0; //设置预分频：不预分频，即为36MHz
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分频系数：不分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);
/* PWM1 Mode configuration: Channel1 */
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //配置为PWM模式1
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR1_Val; //设置跳变值，当计数器计数到这个值时，电平发生跳变
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //当定时器计数值小于CCR1_Val时为高电平
TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); //使能通道1
TIM_OC1PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);
/* PWM1 Mode configuration: Channel2 */
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR2_Val; //设置通道2的电平跳变值，输出另外一个占空比的PWM
TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); //使能通道2
TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);
/* PWM1 Mode configuration: Channel3 */
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR3_Val; //设置通道3的电平跳变值，输出另外一个占空比的PWM
TIM_OC3Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); //使能通道3
TIM_OC3PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);
/* PWM1 Mode configuration: Channel4 */
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR4_Val; //设置通道4的电平跳变值，输出另外一个占空比的PWM
TIM_OC4Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); //使能通道4
TIM_OC4PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);
TIM_ARRPreloadConfig(TIM3, ENABLE); // 使能TIM3重载寄存器ARR
/* TIM3 enable counter */
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能定时器3
}

开始分析吧！

只看该作者 · 2016-11-12 23:33

4、 TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
定义了这样一个结构体，跟踪进去！成员是这几个

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uint16_t TIM_ClockDivision
uint16_t TIM_CounterMode
uint16_t TIM_Period
uint16_t TIM_Prescaler
uint8_t TIM_RepetitionCounter

这就是上一博文跟踪到的结构体，还来分析，吃多了没事干！
继续，下一个！
5、 TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;

这个结构体可是没有见过的！
它的成员有

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uint16_t TIM_OCIdleState
uint16_t TIM_OCMode
uint16_t TIM_OCNIdleState
uint16_t TIM_OCNPolarity
uint16_t TIM_OCPolarity
uint16_t TIM_OutputNState
uint16_t TIM_OutputState
uint16_t TIM_Pulse

a、TIM_OCIdleState这个成员的描述如下
Specifies the TIM Output Compare pin state during Idle state，指定的TIM在空闲状态的时候，输出比较引脚的状态，这个可以先不管，在高级定时器中使用到

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#define TIM_OCIdleState_Reset ((uint16_t)0x0000)
#define TIM_OCIdleState_Set ((uint16_t)0x0100) 
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b、TIM_OCMode描述如下
指定定时器的模式，它的取值可以是

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#define TIM_OCMode_Active ((uint16_t)0x0010)
#define TIM_OCMode_Inactive ((uint16_t)0x0020)
#define TIM_OCMode_PWM1 ((uint16_t)0x0060)
#define TIM_OCMode_PWM2 ((uint16_t)0x0070)
#define TIM_OCMode_Timing ((uint16_t)0x0000)
#define TIM_OCMode_Toggle ((uint16_t)0x0030)
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这里选择的是PWM1模式
c、接下来我们继续看下一个结构体成员吧。TIM_OCNIdleState

Specifies the TIM Output Compare pin state during Idle state，它的取值可以是

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#define TIM_OCIdleState_Reset ((uint16_t)0x0000)
#define TIM_OCIdleState_Set ((uint16_t)0x0100)
这里似乎和b是一样的，也可以不管，在高级定时器中使用到
d、下一个成员是TIM_OCNPolarity描述如下

Specifies the complementary output polarity可以取得值是

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#define TIM_OCNPolarity_High ((uint16_t)0x0000)
#define TIM_OCNPolarity_Low ((uint16_t)0x0008)
它是用来指定的互补输出极性的，在高级定时器中使用到

e、下一个成员是TIM_OCPolarity描述如下

Specifies the complementary output polarity可以取得值是

[csharp] view plain copy print?
#define TIM_OCPolarity_High ((uint16_t)0x0000)
#define TIM_OCPolarity_Low ((uint16_t)0x0008)
它是用来指定的极性的。

f、TIM_OutputNState描述如下
Specifies the TIM complementary Output Compare state取值如下

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#define TIM_OutputNState_Disable ((uint16_t)0x0000)
#define TIM_OutputNState_Enable ((uint16_t)0x0004)
输出互补使能？注意是互补使能？这里暂时不用，在高级定时器中使用到
g、TIM_OutputState描述如下
Specifies the TIM Output Compare state取值如下

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#define TIM_OutputState_Disable ((uint16_t)0x0000)
#define TIM_OutputState_Enable ((uint16_t)0x0001)
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这里才是输出使能。当然要使能！
h、TIM_Pulse描述如下

Specifies the pulse value to be loaded into the Capture Compare Register. This parameter can be a number between 0x0000 and 0xFFFF
指定的脉冲值被装入到捕捉比较寄存器。这个参数可以是0x0000和0xFFFF之间的一个数，简单理解为初值吧！

只看该作者 · 2016-11-12 23:36

三、成员分析完毕，还有两个比较重要的初始化配置函数

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TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); //使能通道1
TIM_OC1PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);

第一个函数自然是使能通道了，具体来看看函数定义吧！有兴趣的可以跟踪进去瞅瞅

第二个函数就是Enables or disables the TIMx peripheral Preload register on CCR1使能预装在寄存器！

TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);你使用sourceinsight工具，进行代码跟踪的话，就能知道句话的作用就是：

开启TIMx_CCR1寄存器的预装载功能，读写操作仅对预装载寄存器操作，TIMx_CCR1的预装载值在更新事件到来时被加载至当前寄存器中。我的理解是：也就是当我们计数溢出的时候

才更新我们的预装值！有两个要注意点的地方

注1 ：一旦LOCK 级别设为3(TIMx_BDTR寄存器中的LOCK 位) 并且CC1S=00( 该通道配置成输
出)则该位不能被修改。
注2：仅在单脉冲模式下(TIMx_CR1寄存器的OPM=1)，可以在未确认预装载寄存器情况下使用
PWM模式，否则其动作不确定。

如果还想继续深入研究的话建议参考那本datasheet吧！不深入讨论了！

软件仿真效果图如下！

手上有示波器，但是一下难以观察到4个通道，所以就懒得演示了，管脚引出来接到对应的LED上面，也能看到亮度不同！至此 PWM基本知识就学到这里！

还有最后两个函数没解释的！

TIM_OC1PreloadConfig(),TIM_ARRPreloadConfig();这两个函数控制的是ccr1和arr的预装在使能，使能和失能的区别就是：使能的时候这两个局存期的读写需要等待有更新事件发生时才能被改变（比如计数溢出就是更新时间）。失能的时候可以直接进行读写而没有延迟。