STM32实现PWM输出频率1kHz占空比50%的方波和呼吸灯

发表于 2024-4-12 23:40

PWM输出1kHz方波的实现
1.选一个可以输出PWM的GPIO
打开STM32f103VET6的芯片数据手册，打开目录Pinouts and pindescriptions——High-density STM32F103xC/D/E pin definitions，如图所示。

这里选择可以复用为TIM3通道1的PA6，如图所示。

2.写代码：初始化GPIO
打开GPIOA的时钟和复用时钟，初始化PA6为复用推挽输出。

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<blockquote>static void TIM3_GPIO_Config(void)

发表于 2024-4-12 23:41

配置定时器模式
简要介绍一下部分参数。

首先是时基初始化结构体的TIM_Period，它代表定时器的计数周期，即时钟跳动多少次后溢出，这里赋值为1000-1。

其次是时基初始化结构体的TIM_Prescaler，它代表定时器的预分频系数，定时器的时钟是72MHz，所以这里填72-1，所以TIM3的时钟为72÷72=1MHz，时钟周期为10-6s，那么一个计数周期需要10-6x1000=10-3s，即频率为103Hz=1kHz。

最后是输出比较初始化结构体的TIM_Pulse，它代表比较值，在PWM模式1下，当定时器的计数值小于比较值时输出有效电平，例程中有效电平是低电平(TIM_OCPolarity_Low)，这里设置比较值为500，而定时器的计数周期为1000，当计数值小于比较值500时输出低电平，大于500时输出高电平，而计数周期为10-3s，因此生成了频率为1kHz、占空比为50%的方波。

发表于 2024-4-12 23:41

static void TIM3_Mode_Config(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = (1000-1);    //当定时器从0计数到 TIM_Period+1 ，为一个定时周期
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = (72-1);         //设置预分频
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1 ; //设置时钟分频系数：不分频(这里用不到)
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;    //向上计数模式
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;         //配置为PWM模式1
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //使能输出
    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 500;      //设置初始PWM脉冲宽度为0
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;          //当定时器计数值小于比较值时为低电平

    TIM_OC1Init ( TIM3, &TIM_OCInitStructure );      //使能通道，通道几就是OCx，例如通道2就是TIM_OC2Init

    TIM_OC1PreloadConfig ( TIM3, TIM_OCPreload_Enable ); //使能预装载

    TIM_ARRPreloadConfig(TIM3, ENABLE);      //使能TIM重载寄存器ARR

  /* TIM3 enable counter */
    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}

发表于 2024-4-12 23:41

下载程序观察现象

发表于 2024-4-12 23:42

呼吸灯的实现
如果我们用PWM来控制LED，在一段波形中高电平占比越多，人眼看到LED就越亮，我们只要不停的改变高电平的占比，LED就会一会变亮一会变暗，就形成了呼吸灯。呼吸灯的编程要点就是使用定时器中断，实现每隔一定时间就进入中断改变PWM的比较值，使输出波形占空比不断变化。
这里我们选择可以复用为TIM3的通道3的PB0控制LED。

发表于 2024-4-12 23:43

计算获取PWM数据表

既然要在中断里经常改变PWM的占空比，总不可能实时计算吧，肯定需要提前计算好放入STM32中，需要时直接调用即可，我们可以采样在[0,10)范围下的2x和(10,20)2(20-x)，在函数上取100个点。

发表于 2024-4-12 23:43

编写c语言函数如下。
#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main()
{
      float i = 0;
      int indexWave[100], x=0;
      for(i=0;i<10;i+=0.2)
      {
            indexWave[x++]=(int)(pow(2,i));
      }
for (x=0;x<=50;x++)
{
         printf("%d, ", indexWave[x]);
}
      printf("\r\n");
      x=50;
for(i=10;i<20;i+=0.2)
      {
            indexWave[x++]=(int)(pow(2,(20-i)));
      }
for (x=51;x<100;x++)
{
         printf("%d, ", indexWave[x]);
}

return 0;
}

将打印出来的数据存入STM32。

发表于 2024-4-12 23:43

初始化GPIO
同上

static void TIM3_GPIO_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}

发表于 2024-4-12 23:44

配置NVIC

NVIC_InitTypeDef NVIC_Initstructure;

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);

NVIC_Initstructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;
NVIC_Initstructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_Initstructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;
NVIC_Initstructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

NVIC_Init(&NVIC_Initstructure);

发表于 2024-4-12 23:44

配置TIM3模式
TIM_Period配置为1024-1，与PWM数据最大值相同。

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = (1024-1);    //当定时器从0计数到 TIM_Period+1 ，为一个定时周期
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = (72-1);         //设置预分频
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1 ; //设置时钟分频系数：不分频(这里用不到)
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;    //向上计数模式
   TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;         //配置为PWM模式1,CNT比比较值小为有效电平
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //使能输出
    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 500;      //设置初始PWM脉冲宽度为0
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;          //当定时器计数值小于比较值时为低电平

    TIM_OC3Init ( TIM3, &TIM_OCInitStructure );      //使能通道, 通道几就是OCx，例如通道2就是 TIM_OC2Init

    TIM_OC3PreloadConfig ( TIM3, TIM_OCPreload_Enable ); //使能预装载

    TIM_ARRPreloadConfig(TIM3, ENABLE);      //使能TIM重载寄存器ARR

  /* TIM3 enable counter */
    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);

TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Update, ENABLE);

TIM3_NVIC_Config();

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