如何在STM32 MCU上配置和使用定时器外设来生成PWM信号？

只看该作者 · 2024-6-30 11:20

如何在STM32 MCU上配置和使用定时器外设来生成PWM信号？

用于控制电机速度、LED亮度调节等

配置和使用定时器外设生成PWM信号的基本步骤，以STM32CubeIDE为例：

步骤一：打开STM32CubeIDE并创建一个新工程
启动STM32CubeIDE并创建一个新的STM32工程，选择您的目标板或芯片型号。

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步骤二：配置定时器外设
打开CubeMX配置工具：

在CubeIDE中，点击工具栏上的CubeMX按钮或者通过菜单栏的 File -> New -> STM32 Project 打开CubeMX配置工具。
配置定时器：

在CubeMX中，选择您要使用的定时器外设。例如，选择定时器TIM1或TIM2等。
配置定时器为PWM模式：

在定时器配置页面，将定时器模式设置为PWM Generation或PWM Generation CHx（x表示通道号）。
设置定时器的时钟源、预分频因子（Prescaler）和计数器周期（Period）以获得所需的PWM频率。PWM频率计算公式为：PWM频率 = 定时器时钟频率 / （预分频因子 × 计数器周期 + 1）。
配置PWM通道：

在PWM Generation CHx配置选项中，设置PWM信号的占空比（Duty Cycle）。通常使用 Capture/Compare x Output 功能进行配置。
设置PWM信号的极性，例如正极性（高电平有效）或反极性（低电平有效）。
启用定时器：

确保在CubeMX中使能定时器，并生成代码以初始化定时器配置。

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步骤三：生成代码并编写应用程序
生成代码：

在CubeMX中完成配置后，点击 Project -> Generate Code 以生成初始化代码，并将其导入到CubeIDE中的工程中。
初始化PWM功能：

在CubeIDE生成的代码中，找到定时器的初始化函数（例如 HAL_TIM_PWM_Init()）和PWM通道配置函数（例如 HAL_TIM_PWM_ConfigChannel()）。
在应用程序中调用这些函数，初始化定时器和PWM通道。
启动PWM信号输出：

使用 HAL_TIM_PWM_Start() 函数启动PWM信号输出。这将使定时器开始生成PWM波形。

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示例代码片段
以下是一个简单的示例代码片段，展示了如何使用STM32CubeHAL库配置定时器外设生成PWM信号：

c
#include "main.h"
#include "stm32f4xx_hal.h"

TIM_HandleTypeDef htim1;

void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_TIM1_Init(void);

int main(void)
{
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_TIM1_Init();

  HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1); // 启动定时器1的PWM输出通道1

  while (1)
  {
// 在这里可以添加其他应用程序逻辑
  }
}

void MX_TIM1_Init(void)
{
  TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC;

  htim1.Instance = TIM1;
  htim1.Init.Prescaler = 83; // 设置预分频，例如84MHz时钟，预分频为83得到1MHz定时器时钟
  htim1.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
  htim1.Init.Period = 999; // 设置周期，例如1MHz时钟，周期为999得到1kHz PWM频率
  htim1.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  HAL_TIM_PWM_Init(&htim1);

  sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
  sConfigOC.Pulse = 500; // 设置占空比，例如50%的占空比
  sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
  sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
  HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim1, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1);

  HAL_TIM_MspPostInit(&htim1);
}

void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
  __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);

  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 16;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 336;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV4;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 7;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
Error_Handler();
  }

  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  {
Error_Handler();
  }
}

void MX_GPIO_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);

  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_8;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF1_TIM1;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}

void Error_Handler(void)
{
  // 错误处理函数，可以添加相关代码处理错误情况
}

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这段代码通过TIM1定时器在GPIOA的引脚8上生成PWM信号。在实际应用中，您可以根据具体的需求和硬件连接来调整定时器的配置和GPIO引脚的设置。