在嵌入式开发中，PWM（脉宽调制）是一种常用技术，用于生成模拟信号、控制电机、LED亮度等。本文以STM32G431为例，详细讲解如何通过TIM1定时器实现PWM输出，包含完整代码和关键点分析。
一、项目需求目标是使用STM32G431生成两路独立的PWM信号，分别控制LED亮度和直流电机速度：
- PWM频率为1kHz。
- 占空比可动态调整（0%-100%）。
- 使用DMA更新占空比，减小CPU负担。
二、硬件准备- STM32G431开发板
- 一颗LED
- 一台直流电机和驱动电路
- 电源及相关连接线
三、软件开发开发工具：STM32CubeMX、Keil MDK（或其他支持的IDE）。
1. 定时器配置在STM32CubeMX中：
- 启用TIM1定时器，设置为PWM模式。
- 选择两个通道（CH1和CH2）。
- 设定时钟频率和计数器周期，以实现1kHz频率。
- 配置DMA通道用于动态更新占空比。
2. 配置代码实现以下是基于STM32 HAL库的完整实现代码：
- #include "main.h"
- /* 定义全局变量 */
- TIM_HandleTypeDef htim1;
- DMA_HandleTypeDef hdma_tim1_ch1;
- DMA_HandleTypeDef hdma_tim1_ch2;
- /* PWM占空比缓冲区 */
- uint32_t pwm_duty_cycle[2] = {50, 75}; // 初始占空比分别为50%和75%
- /* 初始化TIM1定时器 */
- void TIM1_PWM_Init(void) {
- TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};
-
- htim1.Instance = TIM1;
- htim1.Init.Prescaler = 80 - 1; // 时钟分频
- htim1.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
- htim1.Init.Period = 1000 - 1; // 计数周期，1kHz
- htim1.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
- htim1.Init.RepetitionCounter = 0;
- HAL_TIM_PWM_Init(&htim1);
- sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
- sConfigOC.Pulse = 500; // 初始占空比50%
- sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
- sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
- /* 配置通道1 */
- HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim1, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1);
- /* 配置通道2 */
- HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim1, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_2);
- }
- /* 初始化DMA */
- void DMA_Init(void) {
- __HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE();
-
- /* 配置DMA用于TIM1通道1 */
- hdma_tim1_ch1.Instance = DMA1_Channel1;
- hdma_tim1_ch1.Init.Direction = DMA_MEMORY_TO_PERIPH;
- hdma_tim1_ch1.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;
- hdma_tim1_ch1.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;
- hdma_tim1_ch1.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_WORD;
- hdma_tim1_ch1.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_WORD;
- hdma_tim1_ch1.Init.Mode = DMA_CIRCULAR;
- hdma_tim1_ch1.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH;
- HAL_DMA_Init(&hdma_tim1_ch1);
- __HAL_LINKDMA(&htim1, hdma[TIM_DMA_ID_CC1], hdma_tim1_ch1);
- /* 配置DMA用于TIM1通道2 */
- hdma_tim1_ch2.Instance = DMA1_Channel2;
- HAL_DMA_Init(&hdma_tim1_ch2);
- __HAL_LINKDMA(&htim1, hdma[TIM_DMA_ID_CC2], hdma_tim1_ch2);
- }
- /* 启动PWM */
- void Start_PWM(void) {
- HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim1, TIM_CHANNEL_1, &pwm_duty_cycle[0], 1);
- HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim1, TIM_CHANNEL_2, &pwm_duty_cycle[1], 1);
- }
- /* 主函数 */
- int main(void) {
- HAL_Init();
- SystemClock_Config(); // 时钟配置
- TIM1_PWM_Init();
- DMA_Init();
- Start_PWM();
- while (1) {
- /* 动态调整占空比 */
- pwm_duty_cycle[0] = (pwm_duty_cycle[0] + 10) % 100;
- pwm_duty_cycle[1] = (pwm_duty_cycle[1] + 20) % 100;
- HAL_Delay(500); // 模拟任务处理
- }
- }
- 定时器初始化
通过设置预分频器和计数周期，定时器被配置为1kHz的PWM输出，通道1和通道2分别控制LED和电机。
- DMA与PWM结合
利用DMA循环模式，每500ms更新占空比，无需占用CPU资源。
- 动态调节占空比
主循环中简单模拟占空比变化，真实项目可结合传感器数据或用户输入调整。
五、运行效果烧录代码后，LED亮度和电机转速会以不同的规律动态变化。
六、总结本文展示了使用STM32G431通过定时器和DMA生成PWM信号的完整流程。这种方法广泛适用于对功率设备的控制，如LED调光、电机驱动等。如果对某些细节有疑问，欢迎在评论区留言讨论！
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