利用STM32G431的TIM1或TIM8等高级定时器来生成PWM波形

只看该作者 · 2025-1-17 11:45

STM32G431 配置高级定时器（如 TIM1 或 TIM8）生成 PWM 信号的步骤如下。通过调整定时器的预分频器（PSC）、自动重载寄存器（ARR）和比较寄存器（CCR），可以精确控制 PWM 波形的频率和占空比。下面是一个详细的配置过程，包括代码示例。

1. 选择定时器和引脚
STM32G431 的高级定时器包括 TIM1、TIM8 等，这些定时器支持 PWM 输出。首先需要选择一个适合的定时器和引脚。

定时器 TIM1/TIM8：这两个定时器可以生成高精度 PWM 信号，具有多个输出通道。
引脚选择：通常，定时器的 PWM 信号输出可以通过特定的引脚（如 PA8、PA9、PA10 等）连接到外部硬件。
2. 基本的定时器配置
配置一个高级定时器生成 PWM 信号的核心步骤包括：

设置定时器的计数频率
设置 PWM 的频率和占空比
启用定时器的 PWM 输出通道
3. 配置过程
以下是如何在 STM32G431 上使用 TIM1 生成 PWM 信号的步骤，代码将会使用 HAL 库。

3.1 启用时钟和外设
首先启用定时器 TIM1 的时钟，并配置相应的 GPIO 引脚为定时器的输出模式。

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// 启用 TIM1 和 GPIOA 的时钟
__HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

// 配置 PA8 引脚为定时器 TIM1 的通道 1 输出
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_8;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
3.2 配置定时器 TIM1
TIM1 是一个高级定时器，支持 PWM 输出。我们需要设置定时器的预分频器、自动重载值（ARR）以及比较寄存器（CCR）来生成合适的 PWM 信号。

预分频器（PSC）：定时器的时钟频率通过预分频器来调整，预分频器的作用是降低定时器的计数频率。
自动重载值（ARR）：ARR 决定了 PWM 的频率，公式为：
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// 配置定时器 TIM1
TIM_HandleTypeDef htim1;
htim1.Instance = TIM1;
htim1.Init.Prescaler = 79;       // 预分频器
htim1.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
htim1.Init.Period = 999;          // 自动重载值 (ARR)
htim1.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
htim1.Init.RepetitionCounter = 0;
HAL_TIM_PWM_Init(&htim1);
3.3 配置 PWM 通道
TIM1 通道 1 用于输出 PWM 信号。我们需要设置 PWM 的输出模式并启动 PWM。

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// 配置 PWM 通道 1
TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC;
sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
sConfigOC.Pulse = 499;             // 设置初始占空比（50%）
sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim1, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1);
3.4 启动 PWM 输出
最后，启动 PWM 输出信号。
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// 启动 PWM 输出
HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);
4. 调整 PWM 的频率和占空比
频率调整：通过改变 htim1.Init.Period（ARR）的值来改变 PWM 的频率。
占空比调整：通过修改 sConfigOC.Pulse（CCR）的值来调整 PWM 信号的占空比。CCR 的范围是 0 到 ARR，例如 Pulse = 499 时，PWM 的占空比为 50%。

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完整代码示例
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#include "stm32g4xx_hal.h"

TIM_HandleTypeDef htim1;

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

int main(void)
{
// 初始化硬件
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
MX_TIM1_Init();

// 启动 PWM 输出
HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);

while (1)
{
      // 你可以通过修改 Pulse 值来改变占空比
      // 例如：改变占空比为 75%
      __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_1, 749);
      HAL_Delay(1000);
      __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_1, 249); // 50%
      HAL_Delay(1000);
}
}

static void MX_TIM1_Init(void)
{
// 配置定时器 TIM1
htim1.Instance = TIM1;
htim1.Init.Prescaler = 79;       // 预分频器
htim1.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
htim1.Init.Period = 999;       // 自动重载值 (ARR)
htim1.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
htim1.Init.RepetitionCounter = 0;
HAL_TIM_PWM_Init(&htim1);

// 配置 PWM 通道 1
TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC;
sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
sConfigOC.Pulse = 499;          // 初始占空比为 50%
sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim1, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1);
}

static void MX_GPIO_Init(void)
{
// 配置 PA8 为定时器 TIM1 通道 1 的输出引脚
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_8;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}