舵机是目前小型机器人或云台摄像头等智能产品中常用的一种电机装置，通常其最大旋转角度为180，有的也可以为360°。舵机的控制信号线有三种，分别是+5V、GND和信号线。控制方式采用PWM控制。通过信号线给舵机发送一系列的周期信号（一般的舵机的能接收的信号周期为20ms），然后通过控制周期信号的高电平的持续时间来达到控制舵机转动的目的。频率为50Hz，周期就是20ms，在每个周期里面，高电平的占空比在0.5ms到2.5ms之间。其对应关系如下图所示。
CH32V103单片机中的定时器具有PMW输出功能，使用重装值确定 PWM 频率，使用捕获比较寄存器确定占空比的方法。将 OCxM 域中置 110b 或者 111b 使用 PWM 模式 1 或者模式 2，置 OCxPE 位使能预装载寄存器，最后置 ARPE 位使能预装载寄存器的自动重装载。由于在发生一个更新事件时，预装载寄存器的值才能被送到影子寄存器，所以在核心计数器开始计数之前，需要置 UG位来初始化所有寄存器。 在 PWM 模式下， 核心计数器和比较捕获寄存器一直在进行比较， 根据 CMS 位，定时器能够输出边沿对齐或者中央对齐的 PWM 信号。
接下来通过CH32V103单片机的定时器1的通道8来输出PWM控制舵机的旋转，信号线接单片机的PA8引脚， PWM输出配置步骤为：
- 使能定时器和相关IO口时钟。调用函数：RCC_APB2PeriphClockCmd()；
- 初始化IO口为复用功能输出。调用函数：GPIO_Init()；
- 初始化定时器。调用函数：ARR，PSC等：TIM_TimeBaseInit()；
- 初始化输出比较参数。调用函数：TIM_OC1Init()；
- 使能预装载寄存器。调用函数：TIM_OC1PreloadConfig()；
- 使能定时器。调用函数：TIM_Cmd()；
- 不断改变比较值CCRx，达到不同的占空比效果。调用函数：TIM_SetCompare1()。
在原有工程文件结构中增加pwm.c源文件和pwm.h头文件，同时编写PWM输出定时器初始化程序。
pwm.c
#include "pwm.h"
void TIM1_PWMOut_Init( u16 arr, u16 psc, u16 ccp )
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE );//使能GPIOA外设时钟和TIM1时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; //配置PA8引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //设置为复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//设置输出速度：50MHz
GPIO_Init( GPIOA, &GPIO_InitStructure ); //GPIO初始化
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr; //指定下次更新事件时要加载到活动自动重新加载寄存器中的周期值。
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = psc; //指定用于划分TIM时钟的预分频器值。
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //时钟分频因子
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//TIM计数模式，向上计数模式
TIM_TimeBaseInit( TIM1, &TIM_TimeBaseInitStructure); //根据指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //指定TIM模式
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;//指定TIM输出比较状态，即使能比较输出
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = ccp; //指定要加载到捕获比较寄存器中的脉冲值。
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //指定输出极性。
TIM_OC1Init( TIM1, &TIM_OCInitStructure ); //根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化TIM1 Channel1。
TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE ); //启用定时器1PWM输出
TIM_OC1PreloadConfig( TIM1, TIM_OCPreload_Disable );//使能CCR1上的TIM1外设预加载寄存器
TIM_ARRPreloadConfig( TIM1, ENABLE ); //使能ARR上TIM1外设预加载寄存器
TIM_Cmd( TIM1, ENABLE ); //使能TIM1
}
#ifndef __PWM_H__
#define __PWM_H__
#include "ch32v10x_conf.h"
void TIM1_PWMOut_Init( u16 arr, u16 psc, u16 ccp );
#endif
int main(void)
{
u16 pwmval = 18500;
u8 dir = 1;
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
Delay_Init();
USART_Printf_Init(115200);
printf("SystemClk:%d\r\n",SystemCoreClock);
printf("This is printf example\r\n");
#if LED_TEST
LED_Init();
LED1_ON;
LED2_OFF;
#endif
TIM1_PWMOut_Init(19999,71, 18500);
while(1)
{
#if LED_TEST
LED1_Toggle;
LED2_Toggle;
Delay_Ms(500);
#endif
Delay_Ms(2);
if(dir) pwmval++;
else pwmval--;
if(pwmval>=19500) dir=0;
if(pwmval<=17500) dir=1;
TIM_SetCompare1(TIM1,pwmval); //设置TIM1捕获比较1寄存器值,，用于修改占空比
}
}
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