STM32G431的定时器高级功能：PWM输出控制

只看该作者 · 2024-12-5 15:04

随着嵌入式应用对精度和功能要求的提高，ST Microelectronics的STM32系列MCU以其强大的功能和灵活性，成为工程师们开发项目的热门选择。本文将以STM32G431为例，重点介绍如何利用其定时器的PWM功能控制外设，展示代码实现和应用场景。
为什么选择STM32G431？STM32G431属于STM32G4系列，采用Cortex-M4内核，主频高达170MHz。它不仅拥有丰富的模拟外设（如高分辨率定时器和12位ADC），还支持CAN、I2C和UART等多种通信接口。尤其是在对高精度和高性能要求的电机控制和电源转换领域，STM32G431表现尤为出色。
PWM功能概述脉宽调制（PWM）是一种通过调整信号占空比来控制能量输出的技术，广泛应用于LED调光、电机转速控制等场景。STM32G431的定时器支持多种PWM模式，包括边沿对齐模式和中心对齐模式，工程师可以根据具体需求灵活选择。
实现步骤以下通过配置TIM1定时器来生成PWM信号，具体步骤如下：

配置时钟树，启用定时器外设的时钟。
初始化GPIO，设置对应引脚为定时器的PWM输出。
配置TIM1的频率、占空比和模式。
启动PWM输出。

代码实现以下是基于STM32G431的HAL库实现PWM信号输出的完整代码：

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#include "stm32g4xx_hal.h"



// 定义占空比

#define PWM_DUTY_CYCLE 50 // 50%



// 定义PWM频率

#define PWM_FREQUENCY 10000 // 10 kHz



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();



    // 启动TIM1的PWM通道1

    HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);



    while (1) {

        // 主循环留空，可扩展为动态调整占空比的逻辑

    }

}



void SystemClock_Config(void) {

    RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};

    RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};



    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 = 1;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 8;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = RCC_PLLQ_DIV2;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = RCC_PLLR_DIV2;



    HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);



    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_DIV1;

    RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;



    HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_1);

}



static void MX_GPIO_Init(void) {

    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};



    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_8; // PA8为TIM1_CH1

    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;

    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;

    GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF6_TIM1;

    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

}



static void MX_TIM1_Init(void) {

    TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};



    htim1.Instance = TIM1;

    htim1.Init.Prescaler = HAL_RCC_GetPCLK2Freq() / (PWM_FREQUENCY * 10000) - 1;

    htim1.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;

    htim1.Init.Period = 10000 - 1; // 10kHz对应的计数值

    htim1.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;

    htim1.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;



    HAL_TIM_PWM_Init(&htim1);



    sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;

    sConfigOC.Pulse = (htim1.Init.Period + 1) * PWM_DUTY_CYCLE / 100;

    sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;

    sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;



    HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim1, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1);

}