定时器工作原理

只看该作者 · 2024-11-21 01:18

STM32F030F4P6 提供了多个定时器（如 TIM1、TIM2、TIM3 等），这些定时器能够用来实现多种功能。定时器主要由计数器、时钟源、预分频器和自动重装载寄存器（ARR）等组成。

计数器：定时器的计数器根据时钟源递增或递减，达到预定值后会触发中断、PWM 输出或 DMA 传输。
时钟源：定时器的时钟可以由系统时钟（APB）或外部时钟源（如外部晶振）提供。
预分频器（Prescaler）：通过配置预分频器，定时器的计数频率可以调节，从而达到需要的时间精度。
自动重装载寄存器（ARR）：定时器计数器达到该值时，会发生溢出，并根据配置产生中断、输出PWM信号等。

只看该作者 · 2024-11-21 01:19

PWM 输出应用
PWM（Pulse Width Modulation）是通过调节脉冲的宽度来控制功率的技术，广泛用于电机控制、LED 调光、温控等场合。在 STM32F030F4P6 中，通过定时器生成 PWM 波形非常简单，下面将详细讲解如何配置定时器生成 PWM 信号。

2.1 PWM 工作原理
PWM 信号由周期和占空比决定。周期（频率）是每个脉冲的时间间隔，而占空比则是脉冲宽度占周期的比例。通过调节占空比，PWM 信号可以控制电机转速、LED 亮度等。

周期：由定时器的计数值和预分频器决定。
占空比：通过定时器的比较输出通道（CCR）来设置，当计数器值与 CCR 相等时，输出高电平；否则输出低电平。

只看该作者 · 2024-11-21 01:19

PWM 配置步骤
定时器设置

配置定时器时钟和预分频器，确保定时器的计数频率与应用需求匹配。
设置自动重装载寄存器（ARR）来确定 PWM 信号的周期。
设置比较寄存器（CCR）来决定 PWM 信号的占空比。
定时器通道设置

配置定时器通道为 PWM 输出模式，选择合适的引脚（如 PA8、PA9、PA10）作为 PWM 输出。
启动定时器

启动定时器并开启 PWM 输出。

只看该作者 · 2024-11-21 01:19

代码示例
假设使用 TIM2 来生成 PWM 波形，并通过 PA5 引脚输出。

1. 初始化 PWM 定时器
在 STM32CubeMX 中启用 TIM2 的 PWM 功能，并配置为 PWM 输出模式（例如通过 PA5 引脚）。

只看该作者 · 2024-11-21 01:27

代码实现
c
复制代码
#include "stm32f0xx_hal.h"

/* 定时器句柄 */
TIM_HandleTypeDef htim2;

/* 初始化定时器 */
void TIM2_PWM_Init(void)
{
__HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();  // 启用定时器 2 的时钟

/* 配置定时器 */
htim2.Instance = TIM2;
htim2.Init.Prescaler = 48 - 1;    // 预分频器，定时器时钟频率为 1 MHz（系统时钟 48 MHz）
htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
htim2.Init.Period = 1000 - 1;    // 设置 PWM 周期为 1 ms
htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
HAL_TIM_PWM_Init(&htim2);       // 初始化定时器 2 为 PWM 模式

/* 配置 PWM 输出通道 */
TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC;
sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
sConfigOC.Pulse = 500;  // 设置占空比为 50%
sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim2, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1); // 配置 TIM2 的通道 1

/* 启动 PWM 输出 */
HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);
}

int main(void)
{
HAL_Init();
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();  // 启用 GPIOA 时钟

/* 配置 PA5 为定时器输出 */
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_5;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

/* 初始化 PWM */
TIM2_PWM_Init();

while (1)
{
      // 在这里你可以修改 CCR 的值来调节 PWM 的占空比
      // 例如，增加占空比：
      __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_1, 750);  // 将占空比调整为 75%
      HAL_Delay(1000);

      // 还可以动态调整 PWM 波形
      __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_1, 250);  // 将占空比调整为 25%
      HAL_Delay(1000);
}
}

只看该作者 · 2024-11-21 01:27

占空比调整
在上面的示例中，我们通过 __HAL_TIM_SET_COMPARE() 函数动态改变 PWM 的占空比。例如，可以将占空比从 25%（CCR = 250）调整到 75%（CCR = 750）。