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【STM32C092RC 测评】定时器与PWM

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      PWM(脉冲宽度调制)技术驱动LED实现呼吸灯效果,巧妙结合了LED的电流响应特性与人眼的视觉暂留效应,是电子领域中一项经典且实用的技术,同时也是深入学习开发板PWM功能与定时器应用的绝佳切入点。
      LED的亮度与通过它的电流大小密切相关,对电流变化极为敏感。而人眼具有视觉暂留特性,当光线快速闪烁时,人眼无法即时捕捉到这种变化,而是会将一系列短暂的光信号在大脑中融合,形成一个相对稳定的亮度感知。PWM技术正是基于这两点原理来实现LED亮度的调节。
      PWM通过精确控制LED的导通时间,即高电平在信号周期中所占的时间比例(占空比),来调控LED的亮度。当占空比较小时,LED在一个周期内导通时间短,呈现微弱光芒;随着占空比增大,LED导通时间变长,亮度也随之增强。通过连续、平滑地改变占空比,就能实现LED亮度的渐变,从而营造出呼吸灯的效果。例如,将占空比从10%逐渐增加到90%,再从90%逐渐减小到10%,LED就会呈现出由暗到亮,再由亮到暗的循环变化,如同呼吸一般自然。
PWM功能是定时器的高级功能之一,实现呼吸灯效果离不开定时器的精准定时功能。定时器最基本的用途是定时,当它与GPIO(通用输入输出)引脚结合使用时,能够衍生出丰富多样的功能。
      在PWM信号生成过程中,定时器负责精确控制信号的周期和占空比。通过设置定时器的计数值和重装载值,可以确定PWM信号的周期长度。例如,设定定时器计数频率为1MHz,重装载值为1000,那么PWM信号的周期就是1ms。而占空比则通过在定时器计数过程中改变输出电平的时间来实现。在每个周期内,当定时器计数到某个设定值时,将GPIO引脚输出高电平,使LED导通;当计数到另一个设定值时,将GPIO引脚输出低电平,使LED熄灭。通过调整这两个设定值,就能改变占空比,进而控制LED的亮度。
      在本次测试中,通过实现呼吸灯效果,我们不仅能够直观地体验开发板的PWM功能,还能深入了解定时器在电子系统中的应用。
硬件方面用到就是GPIO章节的按键和LED,我们这次通过按键去实现不同灯之间的呼吸效果切换。
      LED1配置为TIM1_CH1:
      LED2配置为TIM1_CH2:
      接下来配置定时器1为PWM:
      注意这里不同通道的功能选择,以及实际对弈的就是Period的百分比数;
      还要用到一个定时器,这里选择的是定时器14:
      定时10ms,用于修改占空比。
      接下来就是软件功能的实现,按键的外部中断修改工作的LED,同时将另一个关闭:
<p>void HAL_GPIO_EXTI_Falling_Callback(uint16_t GPIO_Pin)</p><p>{</p><p> if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_13)</p><p> {</p><p>  if(LED_ChangeFlag == 0)</p><p>{</p><p>__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_1,0);</p><p>LED_ChangeFlag  = 1;</p><p>}</p><p>else</p><p>{</p><p>__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_2,1000);</p><p>LED_ChangeFlag  = 0;</p><p>}</p><p> }</p><p>}</p><p>void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)</p><p>{</p><p>  if (htim->Instance == TIM14) {</p><p>    HAL_IncTick();</p><p>Tim_cnt++;</p><p>if(Tim_cnt <= 100){</p><p>if(LED_ChangeFlag == 0)</p><p>__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_1,Tim_cnt*10);</p><p>else</p><p>  __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_2,Tim_cnt*10);</p><p>}</p><p>else if(Tim_cnt > 100 && Tim_cnt <= 200){</p><p>if(LED_ChangeFlag == 0)</p><p>__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_1,(200-Tim_cnt)*10);</p><p>else</p><p>__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_2,(200-Tim_cnt)*10);</p><p>}</p><p>else if(Tim_cnt>=200)</p><p>Tim_cnt = 0;</p><p>}</p><p>}</p>

      效果如下:

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