STM32通用定时器PWM输出

作者: X_xxieRiemann | 来源:发表于2017-08-19 15:04 被阅读0次

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STM32通用定时器PWM输出
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脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。简单一点，就是对脉冲宽度的控制。

STM32 的定时器除了 TIM6 和 7。其他的定时器都可以用来产生 PWM 输出。其中高级定时器 TIM1 和 TIM8 可以同时产生多达 7 路的 PWM 输出。而通用定时器也能同时产生多达 4路的 PWM 输出，这样，STM32 最多可以同时产生 30 路 PWM 输出！这里我们仅利用 TIM3的 CH2 产生一路 PWM 输出。

PWM 相关的函数设置在库函数文件 stm32f10x_tim.h 和 stm32f10x_tim.c文件中。

（1）使能定时器3和相关IO口时钟。

void TIM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc);

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);    //使能定时器3时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB , ENABLE);  //使能GPIOB

（2）初始化IO口为复用功能输出

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

//设置该引脚为复用输出功能,输出TIM3 CH2的PWM脉冲波形   GPIOB.5
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //TIM_CH2
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO

（3）我们把PB5作为PWM的输出引脚，所以要进行重映射。此时，PB5属于复用功能输出。

TIM3_CH2 默认是接在 PA7上面的，而我们的 LED0 接在 PB5 上面，如果普通 MCU，可能就只能用飞线把 PA7 飞到 PB5上来实现了，不过，我们用的是 STM32，它比较高级，可以通过重映射功能，把 TIM3_CH2映射到 PB5 上。

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);  //使能AFIO复用功能模块时钟
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE); //Timer3部分重映射  TIM3_CH2->PB5

STM32函数库对TIM3重映射有两种方法，一种是完全重映射GPIO_FullRemap_TIM3，这个比较好理解就是把TIM3的所有通道端口映射到Remap指定的端口上；还有一种是部分映射GPIO_PartialRemap_TIM3。

（4）初始化定时器

TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值 
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式

TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位

（5）初始化输出比较参数

在库函数中，PWM 通道设置是通过函数 TIM_OC1Init()~TIM_OC4Init()来设置的，不同的通道的设置函数不一样，这里我们使用的是通道 2，所以使用的函数是 TIM_OC2Init()。

TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式2
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性:TIM输出比较极性高

TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM3 OC2

总结：PWM模式1下，TIMx_CCR1大时有效；PWM模式2下，TIMx_CCR1小有效。
有效电平的高低取决于TIM_OCPolarity的定义。本例子情况如下图：

（6）使能预装载寄存器

TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM3在CCR2上的预装载寄存器

（7）使能定时器

TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);

至此，PWM初始化结束。

（8）在主函数中，不断改变比较值CCRx，达到不同的占空比效果

TIM_SetCompare2(TIM3, uint16_t Compare2);

2.生成频率和占空比可调的PWM波（在Dutycycle = 0时，似乎有bug，还没用示波器测量）

//定义函数，Freq为pwm波频率，Dutycycle为pwm高电平的占空比
void TIM3_PWM_OUTPUT(u32 Freq, u16 Dutycycle)  
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
    
    u32 arr;
    u32 tim3_pulse;
    arr = TIM3_CLOCK/Freq -1;     //计算出计数周期，默认将预分频系数psc设置为0，TIM3_CLOCK宏定义为72000000
    tim3_pulse = (arr+1)*Dutycycle /100;   //计算PWM脉宽
    
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);    //使能定时器3时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB  | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);  //使能GPIO外设和AFIO复用功能模块时钟
    
    GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE); //Timer3部分重映射  TIM3_CH2->PB5    
 
   //设置该引脚为复用输出功能,输出TIM3 CH2的PWM脉冲波形    GPIOB.5
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //TIM_CH2
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //复用推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO
 
   //初始化TIM3
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值 
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
    
    //初始化TIM3 Channel2 PWM模式     
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式1
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性:TIM输出比较极性高

    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = tim3_pulse;  //设置PWM波脉宽 

    TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM3 OC2
    
    TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM3在CCR2上的预装载寄存器
 
    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  //使能TIM3
}