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32的PWM资源
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。
- 高级定时器 TIM1 和 TIM8 可以同时产生多达 7 路的 PWM 输出。
- 通用定时器也能同时产生多达 4路的 PWM 输出
- STM32F407 最多可以同时产生 30 路 PWM 输出!
这里我们仅利用 TIM14的 CH1 产生一路 PWM 输出。
如上所示,Timer14是可以输出四路PWM的。
PWM输出原理
假定定时器工作在向上计数 PWM模式
- 当 CNT<CCRx 时,输出 0
- 当 CNT>=CCRx 时输出 1
- 当 CNT 达到 ARR 值的时候,重新归零,然后重新向上计数,依次循环。
改变 CCRx 的值,就可以改变 PWM 输出的占空比,改变 ARR 的值,就可以改变 PWM 输出的频率。
除了上一章介绍的寄存器外,我们还
会用到 3 个寄存器,来控制 PWM 的。
- 捕获/比较模式寄存器(TIMx_CCMR1/2)
- 捕获/比较使能寄存器(TIMx_CCER)。用来使能PWM输出。
- 捕获/比较寄存器(TIMx_CCR1~4)。用来控制CCRx。
先由TIMx_CCMR的OCxM的PWM模式确定大于计数是有效电平还是小于计数是有效电平,然后再通过CCER:CC1P看有效电平是高有效还是低有效,最后通过CC1E的使能开启。
捕获/比较模式寄存器(TIMx_CCMR1/2)
Capture compare mode register
该寄存器总共有 2 个,TIMx _CCMR1和 TIMx _CCMR2。
- TIMx_CCMR1 控制 CH1 和 2
- TIMx_CCMR2 控制 CH3 和 4。
该寄存器的有些位在不同模式下,功能不一样
上图把寄存器分了 2层
- 上面一层对应输出
- 下面的则对应输入
模式设置位 OCxM,此部分由 3 位组成。
总共可以配置成 7 种模式
- PWM 模式,所以这 3 位必须设置为 110/111。
- 这两种PWM 模式的区别就是输出电平的极性相反。
CCxS 用于设置通道的方向(输入/输出)默认设置为 0,就是设置通道作为输出使用。
捕获/比较使能寄存器(TIMx_CCER)
Capture compare enable register
该寄存器控制着各个输入输出通道的开关。
CCER:CC1P位:输入/捕获1输出极性。0:高电平有效,1:低电平有效。
CCER:CC1E位:输入/捕获1输出使能。0:关闭,1:打开
- 要想PWM 从 IO 口输出,这个位必须设置为 1。
捕获/比较寄存器(TIMx_CCR1~4)
Capture compare register
该寄存器总共有 4 个,对应 4 个输通道 CH1~4。
在输出模式下,该寄存器的值与 CNT 的值比较。
- 如果使用的是 TIM3的通道 2,需要修改 TIM3_CCR2 以实现脉宽控制 DS0 的亮度。
高级定时器的刹车和死区寄存器(TIMx_BDTR)
只要关注一位,就是MOE。
若想要高级定时器PWM正常输出,MOE为1.
库函数版本的F407的PWM波输出
开启 TIM14 时钟以及复用功能
要使用 TIM14,我们必须先开启 TIM14 的时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM14,ENABLE); //使能定时器 3 时钟
还要配置 PF9 为复用(AF9)输出,才可以实现 TIM14_CH1 的 PWM 经过 PF9
输出。
GPIO_PinAFConfig(GPIOF,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_TIM14); //GPIOF9 复用为定时器 14
为什么是PF9?
对于定时器通道的引脚关系,大家可以查看 STM32F4 对应的数据手册,搜索PF9。
记得在引脚配置的时候选择复用
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //GPIOF9
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; //复用功能
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; //速度100MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉
GPIO_Init(GPIOF,&GPIO_InitStructure); //初始化PF9
初始化 TIM14, 设置 TIM14 的 ARR 和 PSC
设置 ARR 和 PSC 两个寄存器的值来控制输出 PWM 的周期。
当 PWM 周期太慢(低于 50Hz也就是闪烁一次20ms)的时候,我们就会明显感觉到闪烁了。
在库函数是通过 TIM_TimeBaseInit 函数实现的
调用的格式为:
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置自动重装载值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置预分频值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM14, &TIM_TimeBaseStructure); //根据指定的参数初始化 TIMx 的
设置 TIM14_CH1 的PWM 模式能 ,使能输出
接下来,我们要设置 TIM14_CH1 为 PWM 模式(默认是冻结的)
DS0 是低电平亮,当 CCR1 的值小的时候,DS0 就暗,CCR1值大的时候,DS0 就亮
- 我们要通过配置 TIM14_CCMR1 的相关位来控制 TIM14_CH1 的模式。
- 在库函数中,PWM 通道设置是通过函数 TIM_OC1Init()~TIM_OC4Init()来设置的,
void TIM_OC1Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);
来看看结构体 TIM_OCInitTypeDef的定义:
typedef struct
{
uint16_t TIM_OCMode;
uint16_t TIM_OutputState;
uint16_t TIM_OutputNState; */
uint16_t TIM_Pulse;
uint16_t TIM_OCPolarity;
uint16_t TIM_OCNPolarity;
uint16_t TIM_OCIdleState;
uint16_t TIM_OCNIdleState;
} TIM_OCInitTypeDef;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //选择 PWM 模式 1
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; //输出极性低
TIM_OCInit(TIM14, &TIM_OCInitStructure); //初始化 TIM
TIM_OCMode
设置模式是 PWM 还是输出比较,这里我们是 PWM 模式。
TIM_OutputState
用来设置比较输出使能,也就是使能 PWM 输出到端口。
TIM_OCPolarity
用来设置极性是高还是低。
其他的参数 TIM_OutputNState,TIM_OCNPolarity,TIM_OCIdleState 和 TIM_OCNIdleState 是高级定时器 TIM1 和 TIM8 才用到的。
代码及输出引脚
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //选择模式PWM
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; //输出极性低
TIM_OC1Init(TIM14, &TIM_OCInitStructure); //根据T指定的参数初始化外设TIM1 4OC1
这里需要纠正,通用定时器9-14,有的有2个通道,有的只有一个。
使能 TIM14
在完成以上设置了之后,我们需要使能 TIM14。
TIM_OC1PreloadConfig(TIM14, TIM_OCPreload_Enable); //使能TIM14在CCR1上的预装载寄存器
TIM_ARRPreloadConfig(TIM14,ENABLE);//ARPE使能
TIM_Cmd(TIM14, ENABLE); //使能 TIM3
修改 TIM14_CCR1来控制占空比
在经过以上设置之后,PWM 其实已经开始输出了,只是其占空比和频率都是固定的。
修改TIM14_CCR1占空比的函数是:
void TIM_SetCompare1(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare2);
对于其他通道,分别有一个函数名字,函数格式为 TIM_SetComparex(x=1,2,3,4)。
高级定时器
高级定时器虽然和通用定时器类似,但是高级定时器要想输出PWM,必须还要设置一个MOE位(TIMx_BDTR的第15位),以使能主输出,否则不会输出PWM。文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-583450.html
void TIM_CtrlPWMOutputs(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState)
主函数代码int main(void)
{
u16 led0pwmval=0;
u8 dir=1;
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2
delay_init(168); //初始化延时函数
uart_init(115200);//初始化串口波特率为115200
TIM14_PWM_Init(500-1,84-1); //84M/84=1Mhz的计数频率,重装载值500,所以PWM频率为 1M/500=2Khz.
while(1) //实现比较值从0-300递增,到300后从300-0递减,循环
{
delay_ms(10);
if(dir)led0pwmval++;//dir==1 led0pwmval递增
else led0pwmval--; //dir==0 led0pwmval递减
if(led0pwmval>300)dir=0;//led0pwmval到达300后,方向为递减
if(led0pwmval==0)dir=1; //led0pwmval递减到0后,方向改为递增
TIM_SetCompare1(TIM14,led0pwmval); //修改比较值,修改占空比
}
}
void TIM14_PWM_Init(u32 arr,u32 psc)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE); //使能PORTF时钟
GPIO_PinAFConfig(GPIOF,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_TIM14); //GPIOF9复用为定时器14
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //GPIOF9
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; //复用功能
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; //速度100MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉
GPIO_Init(GPIOF,&GPIO_InitStructure); //初始化PF9
timer14_init(arr,psc);
//初始化TIM14 Channel1 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2
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; //输出极性:TIM输出比较极性低
TIM_OC1Init(TIM14, &TIM_OCInitStructure); //根据T指定的参数初始化外设TIM1 4OC1
TIM_OC1PreloadConfig(TIM14, TIM_OCPreload_Enable); //使能TIM14在CCR1上的预装载寄存器
TIM_ARRPreloadConfig(TIM14,ENABLE);//ARPE使能
TIM_Cmd(TIM14, ENABLE); //使能TIM14
}
实现的效果是从亮到暗,从暗到亮。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-583450.html
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