用一个定时器改变另一个定时器下的三个PWM波占空比

1万 · 2021-7-1 16:53

一、实验原理
问题：我们在之前的学习中可以通过STM32Cube来设置好定时器，但是我们在改变定时器下PWM的占空比时只能在代码中改变其占空比值，PWM波就按照该占空比一直运行，但是我们如果需要占空比随时间变化呢？

（解决方案是在不占用main.c主循环来处理的，以便于大家在使用操作系统或者想在main.c主循环写一些其他东西的时候不影响PWM的输出）
解决方案：我们通过另一个定时器中断来改变当前定时器下的PWM波的占空比，写好计算方法之后就可以按照我们的计算方法来处理PWM。

总而言之就是用一个定时器去改变另一个定时器PWM的参数

1万 · 2021-7-1 16:53

二、操作步骤

要求：用定时器TIM1构建三个500Hz，脉冲宽度为50%的PWM波，用定时器TIM2中断以50Hz的频率使三个PWM在占空比为50%和80%之间来回变化

1、根据自己的stm32的芯片型号来选择，我这里是STM32F103RBTx

1万 · 2021-7-1 16:53

2、选好芯片之后照旧设置RCC为外部时钟

1万 · 2021-7-1 16:53

3、设置定时器TIM1为三路PWM模式，并设置时钟源位内部时钟，定时器TIM2启动即可，如图：

1万 · 2021-7-1 16:54

4、配置时钟树

时钟源选择外部时钟，外部时钟为8MHz倍频9倍后变为72MHz后导入系统时钟，通过AHB分频后得到硬件时钟HCLK后分配给各个部件，图中标识了时钟频率最大值，根据后边的分频来保证各个部件不超过最大频率（按照需求配置，不要小于PWM的频率即可。PS:频率越低越节能，越高性能越好）

1万 · 2021-7-1 16:54

5、定时器设置（设置PWM频率）

点击TIM1进入配置界面

1万 · 2021-7-1 16:55

我现在需要使PWM频率达到500Hz，此时时钟树APB2设置为72MHz，所以存在以下计算公式：

目的定时器频率=时钟源/（预分频系数*自动重载值）

时钟源：72MHz
目的定时器频率：500Hz

所以我们可以自己设置自动重载值和预分频系数使等式成立：

预分频系数：144
自动重载值：1000

由于计数是从0开始，所以需要在设置量上减1得到以下设置图

之后下拉滑动条，根据下图设置进行更改

以上设置效果为PWM低电平有效，PWM关闭时引脚为高电平

点击ok保存，点击TIM2进入配置界面

1万 · 2021-7-1 16:56

我现在需要使TIM2频率达到50Hz，此时时钟树APB2设置为72MHz，所以存在以下计算公式：

目的定时器频率=时钟源/（预分频系数*自动重载值）

时钟源：72MHz
目的定时器频率：50Hz

所以我们可以自己设置自动重载值和预分频系数使等式成立：
所以我们可以自己设置自动重载值和预分频系数使等式成立：

预分频系数：1440
自动重载值：1000

由于计数是从0开始，所以需要在设置量上减1得到以下设置图

完成之后设置完毕，点击菜单栏

按照以上设置生成项目（会玩的根据自己的习惯搞）

1万 · 2021-7-1 16:56

6、代码部分（设置PWM占空比）
由于本次应用不占用main.c主循环，我们大多代码是在tim.c中添加的
首先第一步，一定要在main.c中启动定时器TIM2中断

  /* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2); \\启动TIM2中断
HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);\\启动TIM1的PWM1
HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_2);\\启动TIM1的PWM2
HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_3);\\启动TIM1的PWM3
  /* USER CODE END 2 */

之后再在main.c中的/* USER CODE BEGIN PV */部分定义全局变量stat，中断需要使用

/* USER CODE BEGIN PV */
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
uint8_t stat=0;
/* USER CODE END PV */

改完main.c文件后打开tim.c，在最下方的用户代码1部分添加如下TIM2中断回调函数：

/* USER CODE BEGIN 1 */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
extern uint8_t stat;
if (htim->Instance == TIM2)
{
if (stat==0)  stat=1; \\改变状态
else  stat=0;

if(stat==0) \\判断状态,状态为0时设定占空比为50%
{
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_1, 500);
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_2, 500);
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_3, 500);
}
else \\判断状态,状态为1时设定占空比为80%
{
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_1, 800);
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_2, 800);
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_3, 800);
}

}
}

/* USER CODE END 1 */

工作结束，编译下载！！

1万 · 2021-7-1 16:57

7、测试部分
用逻辑分析仪三个频道夹子夹到对应PWM引脚，底线接板子底线，进行分析得到结果：

眼神不好的同学放大看！！！！！
本次实验为低电平有效，所以周期内有效部分是低电平部分

本次实验PWM频率为500Hz，控制定时器TIM2频率为50Hz，所以应该是10个PWM周期进行一次变化、

由图可知，10个占空比为50%的波形结束后变为10个80%占空比的波形，之后又变为50%占空比
由图可知，一个周期为2.0ms，10个周期改变一次

fpwm=1/Tpwm=1/0.02s=500Hz
fpwm：PWM频率
Tpwm：PWM周期
fc=1/Tc=1/(0.02s*10)=50Hz
fc：控制频率
Tc：控制周期

由此可知，PWM频率500Hz，占空比每0.2秒变化一次，控制频率为50Hz，占空比变化为50%-80%-50%-80%循环，实验目标达成！

用一个定时器改变另一个定时器下的三个PWM波占空比

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荣誉元老奖章