使用stm32f4 用一个定时器输出多个不同频率占空比PWM波

只看该作者 · 2023-4-6 15:24

本帖最后由 poison0 于 2023-4-6 15:26 编辑

#申请原创#

@21小跑堂 @21ic小管家

使用STM32F4的定时器和GPIO模块来生成多个不同频率和占空比的PWM波。下面是一个基本的步骤：

配置定时器

首先，需要配置STM32F4的定时器，以便能够生成PWM波。我们可以选择使用其中一个通道（Channel）来控制一个GPIO引脚上的PWM波，同时可以使用另一个通道来控制另一个GPIO引脚上的PWM波。

设置计数器和频率

接下来，需要设置计数器和频率。计数器的值越大，PWM波的周期就越长。而频率则决定了PWM波的频率。可以使用定时器的预分频器（Prescalr）和计数器的重载值（Auto Reload Register）来控制这些值。

配置占空比

然后，需要设置PWM波的占空比。可以通过在每个周期的不同阶段改变输出的高电平时间来实现。可以使用定时器的通道寄存器来控制输出引脚的占空比。

启动定时器

最后，需要启动定时器，以便开始生成PWM波。可以通过设置定时器的控制寄存器来启动和停止定时器。

下面是一个示例代码，可以生成两个不同频率和占空比的PWM波：

复制

c

Copy code

#include "stm32f4xx.h"



void timer_pwm_init(void)

{

  TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

  TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;



  // 使能时钟

  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);

  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);



  // 配置GPIO引脚

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;

  GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;

  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;

  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);



  GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource0, GPIO_AF_TIM3);

  GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource1, GPIO_AF_TIM3);



  // 配置定时器

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 1000 - 1; // 1kHz PWM

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 84 - 1; // 84MHz / 84 = 1MHz

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

  TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);



  // 配置PWM通道

  TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;

  TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;

  TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 500; // 50% 占空比

  TIM_OCInitStructure.TIM_O

大部分情况下，使用定时器生成PWM波总结为以下步骤

使用STM32F4的定时器生成PWM波可以分为以下步骤：

时钟使能

在使用定时器之前，需要先使能相应的外设时钟。例如，如果我们要使用定时器3（TIM3），则需要使能TIM3的时钟和与之相关的GPIO口的时钟。具体操作可以参考芯片手册或者使用STM32CubeMX生成代码。

配置GPIO引脚

使用定时器生成PWM波需要将定时器的输出连接到GPIO引脚上。因此，需要先配置相应的GPIO引脚为复用模式，并选择定时器的输出映射到这些引脚上。具体操作可以参考芯片手册或者使用STM32CubeMX生成代码。

配置定时器基本参数

在使用定时器生成PWM波之前，需要配置定时器的基本参数，例如时钟分频器、自动重载计数器和计数模式等。这些参数的配置可以通过TIM_TimeBaseInitStruct结构体完成，具体参数的配置可以参考芯片手册或者使用STM32CubeMX生成代码。

配置PWM波的占空比

通过改变PWM波在周期中的高电平时间和低电平时间的比例，可以实现不同的占空比。在STM32F4中，可以使用定时器的比较寄存器（TIMx_CCRx）来控制占空比。具体来说，需要将比较寄存器的值设置为自动重载计数器值的一定比例，即可实现相应的占空比。

启动定时器

配置好定时器的参数之后，需要启动定时器，使其开始工作并输出PWM波。启动定时器可以通过设置TIMx_CR1寄存器中的CEN位来实现，其中CEN表示计数器使能。

下面是一个简单的代码示例，演示如何使用STM32F4的定时器生成PWM波：

复制

c

Copy code

#include "stm32f4xx.h"



void TIM_Config(void)

{

  TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

  TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;



  // 使能时钟

  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);

  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC, ENABLE);



  // 配置GPIO引脚

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

  GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;

  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;

  GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);



  GPIO_PinAFConfig(GPIOC, GPIO_PinSource6, GPIO_AF_TIM3);



  // 配置定时器

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 999; // PWM频率 = 84MHz / (1 + 999) ≈ 84kHz

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0

修改频率与占空比

要修改PWM波的频率和占空比，需要修改定时器的相关参数，包括定时器的时钟分频、自动重载计数器值、比较寄存器值等。下面是一个简单的示例，演示如何修改PWM波的频率和占空比：

复制

c

Copy code

#include "stm32f4xx.h"



void TIM_Config(void)

{

  TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

  TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;



  // 使能时钟

  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);

  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC, ENABLE);



  // 配置GPIO引脚

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

  GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;

  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;

  GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);



  GPIO_PinAFConfig(GPIOC, GPIO_PinSource6, GPIO_AF_TIM3);



  // 配置定时器

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 999; // PWM频率 = 84MHz / (1 + 999) ≈ 84kHz

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

  TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;

  TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);



  // 配置PWM波的占空比

  TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;

  TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;

  TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Disable;

  TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;

  TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High;

  TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Reset;

  TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState = TIM_OCIdleState_Reset;



  TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 499; // PWM占空比 = (499+1) / (999+1) ≈ 50%

  TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);



  // 启动定时器

  TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);

}



int main(void)

{

  TIM_Config();



  // 修改PWM波的频率和占空比

  TIM_SetAutoreload(TIM3, 3999); // PWM频率 = 84MHz / (1 + 3999) ≈ 21kHz

  TIM_SetCompare1(TIM3, 1999);   // PWM占空比 = (1999+1) / (3999+1) ≈ 50%



  while (1)

  {

  }

}