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。一般用来控制步进电机的速度等等。
STM32的定时器除了TIM6和TIM7之外,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7路的PWM输出,而
通用定时器也能同时产生4路的PWM输出。
PWM输出模式
STM32的PWM输出有两种模式,模式1和模式2,由TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM位确定的(“110”为模式1,“111”为模式2)。模式1和模式2的区别如下:
110:PWM模式1-在向上计数时,一旦TIMx_CNTTIMx_CCR1时通道1为无效电平(OC1REF=0),否则为有效电平(OC1REF=1)。
111:PWM模式2-在向上计数时,一旦TIMx_CNTTIMx_CCR1时通道1为有效电平,否则为无效电平。
由此看来,模式1和模式2正好互补,互为相反,所以在运用起来差别也并不太大。
而从计数模式上来看,PWM也和TIMx在作定时器时一样,也有向上计数模式、向下计数模式和中心对齐模式,关于3种模式的具体资料,可以查看《STM32参考手册》的“14.3.9 PWM模式”一节,在此就不详细赘述了。
PWM输出管脚
PWM的输出管脚是确定好的,具体的引脚功能可以查看《STM32参考手册》的“8.3.7定时器复用功能重映射”一节。在此需要强调的是,不同的TIMx有分配不同的引脚,但是考虑到管脚复用功能,STM32提出了一个重映像的概念,就是说通过设置某一些相关的寄存器,来使得在其他非原始指定的管脚上也能输出PWM。但是这些重映像的管脚也是由参考手册给出的。比如说TIM3的第2个通道,在没有重映像的时候,指定的管脚是PA.7,如果设置部分重映像之后,TIM3_CH2的输出就被映射到PB.5上了,如果设置了完全重映像的话,TIM3_CH2的输出就被映射到PC.7上了。
PWM输出信号
PWM输出的是一个方波信号,信号的频率是由TIMx的时钟频率和TIMx_ARR预分频器所决定的,具体设置方法在前面一个学习笔记中有详细的交代。而输出信号的占空比则是由TIMx_CRRx寄存器确定的。其公式为“占空比=(TIMx_CRRx/TIMx_ARR)*100%”,因此,可以通过向CRR中填入适当的数来输出自己所需的频率和占空比的方波信号。
按以下步骤配置:
1.设置RCC时钟;
2.设置GPIO时钟;
3.设置TIMx定时器的相关寄存器;
4.设置TIMx定时器的PWM相关寄存器;
第1步设置RCC时钟已经在前文中给出了详细的代码,在此就不再多说了。需要注意的是通用定时器TIMx是由APB1提供时钟,而GPIO则是由APB2提供时钟。注意,如果需要对PWM的输出进行重映像的话,还需要开启引脚复用时钟AFIO。
第2步设置GPIO时钟时,GPIO模式应该设置为复用推挽输出GPIO_Mode_AF_PP,如果需要引脚重映像的话,则需要用GPIO_PinRemapConfig()函数进行设置。
第3步设置TIMx定时器的相关寄存器时,和前一篇学习笔记一样,设置好相关的TIMx的时钟和技术模式等等。
第4步设置PWM相关寄存器,首先要设置PWM模式(默认情况下PWM是冻结的),然后设置占空比(根据前面所述公式进行计算),再设置输出比较极性:当设置为High时,输出信号不反相,当设置为Low时,输出信号反相之后再输出。最重要是是要使能TIMx的输出状态和使能TIMx的PWM输出使能。相关设置完成之后,就可以通过TIM_Cmd()来打开TIMx定时器,从而得到PWM输出了。
以下是我写的参考程序:
void GPIO_PA_Init()
{//PA13管脚配置
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_DeInit(GPIOA);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP ;//复用推挽输出
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);//使能端口时钟A
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}
void TIMER3_Init()
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
TIM_DeInit(TIM3);
TIM_InternalClockConfig(TIM3);
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=10000-1;//ARR的值周期10K
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=0;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);
}
void TIMER3_PWM_Init()
{
TIM_OCInitTypeDef TIMOCInitStructure;
TIMOCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //PWM模式1输出
TIMOCInitStructure.TIM_Pulse =0;//占空比=(CCRx/ARR)*100%
TIMOCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;//TIM输出比较极性高
TIMOCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;//使能输出状态
TIM_OC2Init(TIM3, &TIMOCInitStructure);//TIM3的CH2输出
TIM_CtrlPWMOutputs(TIM3,ENABLE);//设置TIM3的PWM输出为使能