关于STM32利用TIM+PWM+DMA控制WS2812

只看该作者 · 2023-12-19 19:18

开发环境
MCU:STM32F103c8t6
开发工具：STM32CubeMX

使用板子参考原理图：STM32F103C8T6最小系统板开源链接

PWM
脉宽调制（PWM）基本原理：控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等但宽度不一致的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形。也就是在输出波形的半个周期中产生多个脉冲，使各脉冲的等值电压为正弦波形，所获得的输出平滑且低次谐波少。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。

通过数据手册我们可以看到TIM2,TIM3,TIM4（通用定时器）挂载在APB2总线上，每个通用定时器都有独立的4个通道可以用来作为：输入捕获、输出比较、PWM输出、单脉冲模式输出等。

只看该作者 · 2023-12-19 19:24

那么直接上STM32CUBEMX

只看该作者 · 2023-12-19 19:24

这边选用了PB9作为TIM4_CH4通道用来做PWM输出(上述勾选去掉)

只看该作者 · 2023-12-19 19:24

也就是外部时钟TCLK=72mhz

同时引进定时器的原理向上计数模式UP

只看该作者 · 2023-12-19 19:25

ARR就是自动重装载值

只看该作者 · 2023-12-19 19:25

CCRX为捕获/比较寄存器值

只看该作者 · 2023-12-19 19:25

CNT为计数器当前值

那么其中的逻辑是这样的

当CNT小于CCRx时，TIMx_CHx通道输出设置的电平；
当CNT等于或大于CCRx时，TIMx_CHx通道输出与设置相反的电平。

只看该作者 · 2023-12-19 19:26

设置的电平

那么我们直接配置好

在

中加入使能代码

HAL_TIM_PWM_Start(&htim4,TIM_CHANNEL_4);

只看该作者 · 2023-12-19 19:27

看下示波器效果

只看该作者 · 2023-12-19 19:27

看的出来是低电平20% 高电平80% 频率2KHZ

那么是怎么配置出来的呢

只看该作者 · 2023-12-19 19:27

看图可得出以下数据：

PSC=71

向上计数模式

ARR=499

>>>>>>

PWM 模式1

CCRX=100

>>>>>>

通道输出极性低电平

好的，我们得到这么多数据，还需要记住一些公式

Fpwm=TCLK/(ARR+1)*(PSC+1) =2000HZ

占空比=CCRX/（ARR+1）=100/(499+1)=20%

改CCR1可以修改占空比，修改arr可以修改频率

只看该作者 · 2023-12-19 19:27

好的，这样简单的PWM配置就完成了，接下来模拟时序

WS2812时序讲解具体在这个博客，看完再跳回本页面

1码 2/3高电平 1/3低电平

0码 1/3高电平 2/3低电平

一个码的周期是1.25us,也就是800khz

无聊写了个代码，算对应的PSC和ARR

计算定时器arr和psc

只看该作者 · 2023-12-19 19:28

随便选一组，怎么方便怎么来

选PSC=1,ARR=44，ch polarity high.

波形符合理论

只看该作者 · 2023-12-19 19:28

引入新的方式：直接修改CCRx寄存器的值

只看该作者 · 2023-12-19 19:29

只看该作者 · 2023-12-19 19:29

htim4.Instance->CCR4 = 30

只看该作者 · 2023-12-19 19:29

DMA

进入正题 TIM＋DMA配置

只看该作者 · 2023-12-19 19:30

只看该作者 · 2023-12-19 19:33

（HAL_TIM_PWM_PulseFinishedCallback() 是一个回调函数，当DMA传输完成以后，就会调用这个函数，由于本文DMA传输模式选择为Circular，所以DMA需要手动关闭，否则DMA会不断的搬运数据。）

DMA传输位宽和定义的缓冲区位宽要一致

u32 对word

u16 对half word

u8 对 byte

只看该作者 · 2023-12-19 19:33