基于STM32的PWM驱动LED呼吸灯

只看该作者 · 2022-6-21 12:14

一，PWM基本原理

所谓PWM，就是脉冲宽度调制技术，其具有两个很重要的参数：频率和占空比。频率，就是周期的倒数；占空比，就是高电平在一个周期内所占的比例。如当周期T=T1+T2；T1为高电平时间，T2为低电平时间，此时频率F的值为1/(T1+T2)，占空比D的值为T1/(T1+T2)。通过改变单位时间内脉冲的个数可以实现调频；通过改变占空比可以实现调压。占空比越大，所得到的平均电压也就越大，幅值也就越大；占空比越小，所得到的平均电压也就越小，幅值也就越小，如动图演示所示。PWM方波的示意图如下图所示：

二，PWM基本结构及配置PWM步骤

第1步，RCC开启时钟，把我们要用的TlM外设和GPIO外设的时钟打开。

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

第2步，配置时基单元，包括时钟源选择

TIM_InternalClockConfig(TIM2);//这里选用内部时钟

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;//配置参数
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720 - 1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);

第3步，配置输出比较单元

void TIM_OC1Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);
void TIM_OC2Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);
void TIM_OC3Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);
void TIM_OC4Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);

OC就是Output Compare（输出比较）OC1，OC2，OC3，OC4,一个函数配置一个单元（输出比较通道），上面这四个函数用于设置输出PWM时用到的参数，包括选择PWM输出模式，选择输出极性，设置比较值。注意：设置输出时是按输出通道分的库函数。即需要初始化哪个通道，就调用哪个函数。不同的通道对应的GPIO口也是不一样的。

TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure；配置参数                   TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);//用来给输出比较结构体成员赋一个默认值的，下面       就可以再更改你想改的值就行了。可以避免结构体成员没有配置完整。
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;
TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);

第4步，配置GPIO

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //GPIO_Pin_15;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

第五步，运行控制，启动计数器，这样就能输出PWM了。
void TIM_SetCompare1(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare1);
void TIM_SetCompare2(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare2);
void TIM_SetCompare3(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare3);
void TIM_SetCompare4(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare4);

这四个函数是用来单独更改CCR寄存器值的函数，可以运行的时候，更改占空比。TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
TIM_SetCompare1(TIM2, Compare1);

第6步，主程序
while(1)
{
      for (uint8_t i = 0; i < 100; i ++)
      {
         PWM_SetCompare1(i);
         delay_ms(10);
      }
      for (uint8_t i = 0; i < 100; i ++)
      {
         PWM_SetCompare1(100 - i);
         delay_ms(10);
      }
      delay_ms(500);
}