本帖最后由 guguli 于 2023-9-28 14:10 编辑
APM32F407 TMR1 PWM调制
一、原理
在控制系统中，定时器（Timer）是非常重要的的外设，定时器功能多，应用广，主要用途包括延时、时间测量、定期中断、PWM（脉冲宽度调制）生成等。定时器通常由一个计数器寄存器和一些控制寄存器组成。计数器寄存器用于保存计数器的当前值，而控制寄存器用于配置定时器的工作模式、时钟源、中断使能等。计数器根据时钟源的脉冲递增，当计数器达到预定的值时，可以触发中断或执行其他操作。
PWM（脉冲宽度调制）是一种模拟控制方式，采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化，可以通过调整PWM的周期、占空比从而达到控制充电电流的目的。最常见的PWM应用就是PWM调制直流电机了。
直流电机是根据通电导体在磁场中会受力的原理来工作的，当通入电流后，由于磁场的相互作用，电机会转动。想要调节电机的转速方法较多，最为简单的就是调节电压。用微控制器的定时器产生PWM波，通过调制PWM波的占空比和频率来调制电机的转速，实际上就是通过调节电压的方法调节电机的转速。本想用APM32F407的TMR1输出PWM来调制直流电机的，但由于手头上没有电机，就用想用PWM调制呼吸灯。
LED的亮度和直流电机的转速一样，可以通过元件两端电压的变化发生改变，单片机IO口输出的是数字信号，通过IO口输出高低电平达到控制的目的，通过改变PWM的占空比和频率怎样调制IO口的输出电压？
假设单片机输出的高电平为5V，低电平为0V，假设某一时间T内，IO口输出的PWM波形为：
图1
图1中，在0~t1，pwm的占空比为50%，t1~t2占空比为40%，IO口输出的PWM的占空比逐渐减小，在t4~t5,占空比为10%，在0~t5时间内，IO口输出的模拟电压为：
0~t1：u1 = 5v × 50% = 2.5v
t1~t2：u2 = 5v × 40% = 2v
t2~t3：u3 = 5v × 30% = 1.5v
t3~t4：u4 = 5v × 20% = 1.0v
t4~t5：u5 = 5v × 10% = 0.5v
在0~t5内，IO口输出的电压从2.5V减小到0.5V，通过输出PWM占空比的调制，从而实现了输出电压的变化。
图2
图2中，电压由0V变为5v的过程中，由于占空比的变化次数不同，影响电压变化的周期，影响呼吸灯的呼吸频率。
二、软件设计
采用APM32F407的TMR1输出PWM，调制PWM波的占空比。
定时器1是高级定时器，配置定时器1为PWM输出模式2，自动重装载值为999，根据系统时钟频率为168MHz, 根据APM32F407系统框架图得知，TMR1与APB2总线相连，所以定时器的时钟频率为168MHz，分频系数为167，所以输出的PWM周期为1000微秒，在更新中断服务函数中，对占空比进行更改：
每产生一次更新事件，PWM的占空比就增加或减少，也就是说，每次产生更新事件，LED两端电压都会增加或减少，从而达到了调节LED亮度的效果，是LED的亮度由亮变暗或由暗变亮。
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