STM32 定時(shí)器產(chǎn)生PWM徹底應(yīng)用

作者：時(shí)間：2016-12-02 來源：網(wǎng)絡(luò)

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這次學(xué)習(xí)STM32花了很長時(shí)間，一個(gè)禮拜多，也有頗多收獲，學(xué)習(xí)過程也有頗多曲折。這次的任務(wù)是：用STM32的一個(gè)定時(shí)器在四個(gè)通道上產(chǎn)生四路頻率可調(diào)占空比可調(diào)的PWM波。

看到這個(gè)題，我先看STM32的數(shù)據(jù)手冊，把STM32的定時(shí)器手冊看完就花了一天，但是看了一遍任然不知道所云，就看庫函數(shù)，略有點(diǎn)理解，就想一哈把這個(gè)程序調(diào)出來，于是就花了一天多時(shí)間仿照網(wǎng)上別人的程序來寫，花了一天多寫出來調(diào)試，結(jié)果行不通，做了無用功，于是靜下心來想想，還是一步一步的來。

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/201612/325053.htm

我先用STM32的通用定時(shí)器用PWM模式產(chǎn)生四路相同占空比，不同頻率的PWM波，配置如下：

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);//使能TIM2時(shí)鐘

TIM_InternalClockConfig(TIM2);//使用內(nèi)部時(shí)鐘

TIM_BaseInitStructure.TIM_Prescaler=3; //設(shè)置TIM時(shí)鐘頻率除數(shù)的預(yù)分頻值

TIM_BaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//選擇計(jì)數(shù)器模式

TIM_BaseInitStructure.TIM_Period=1799;//設(shè)置下一個(gè)更新事件裝入活動(dòng)的自動(dòng)重裝載寄存器周期的值

TIM_BaseInitStructure.TIM_ClockDivision=0;//設(shè)置時(shí)鐘分割

TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_BaseInitStructure);

//通道1

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;//選擇定時(shí)器模式

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;//選擇輸出比較狀態(tài)

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState=TIM_OutputNState_Disable;//選擇互補(bǔ)輸出比較狀態(tài)

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=CCR1_Val;//設(shè)置了待裝入捕獲比較器的脈沖值

TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;//設(shè)置輸出極性

TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity=TIM_OCNPolarity_Low;//設(shè)置互補(bǔ)輸出極性

TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState=TIM_OCIdleState_Set;//選擇空閑狀態(tài)下得非工作狀態(tài)

TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState=TIM_OCNIdleState_Reset;//選擇互補(bǔ)空閑狀態(tài)下得非工作狀態(tài)

TIM_OC1Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure);

TIM_OC1PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable);

//通道2

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=CCR2_Val;//設(shè)置了待裝入捕獲比較器的脈沖值

TIM_OC2Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure);

TIM_OC2PreloadConfig(TIM2,TIM_OCPreload_Enable);

//通道3

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=CCR3_Val;//設(shè)置了待裝入捕獲比較器的脈沖值

TIM_OC3Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure);

TIM_OC3PreloadConfig(TIM2,TIM_OCPreload_Enable);

//通道4

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=CCR4_Val;//設(shè)置了待裝入捕獲比較器的脈沖值

TIM_OC4Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure);

TIM_OC4PreloadConfig(TIM2,TIM_OCPreload_Enable);

TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);

TIM_CtrlPWMOutputs(TIM2,ENABLE);

用pwm模式輸出的頻率和占空比是固定的，不可調(diào)，要想輸出頻率可調(diào)，占空比可調(diào)，必須得使用比較輸出模式。這點(diǎn)資料是在STM32全國巡回研討會(huì)上看到的，如圖：

所以，接下來我就寫了一個(gè)程序通過輸出比較模式產(chǎn)生一路PWM波，這個(gè)波的頻率和占空比都由自己確定，函數(shù)配置如下：

TIM_BaseInitStructure.TIM_Prescaler=3; //設(shè)置TIM時(shí)鐘頻率除數(shù)的預(yù)分頻值(18M)

TIM_BaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//選擇計(jì)數(shù)器模式

TIM_BaseInitStructure.TIM_Period=1800;//設(shè)置下一個(gè)更新事件裝入活動(dòng)的自動(dòng)重裝載寄存器周期的值

TIM_BaseInitStructure.TIM_ClockDivision=0;//設(shè)置時(shí)鐘分割

TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_BaseInitStructure);

//通道1

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_Toggle;//選擇定時(shí)器模式

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;//選擇輸出比較狀態(tài)

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState=TIM_OutputNState_Disable;//選擇互補(bǔ)輸出比較狀態(tài)

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=CCR1_Val1;//設(shè)置了待裝入捕獲比較器的脈沖值

TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;//設(shè)置輸出極性

TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity=TIM_OCNPolarity_Low;//設(shè)置互補(bǔ)輸出極性

TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState=TIM_OCIdleState_Set;//選擇空閑狀態(tài)下得非工作狀態(tài)

TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState=TIM_OCNIdleState_Reset;//選擇互補(bǔ)空閑狀態(tài)下得非工作狀態(tài)

TIM_OC1Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure);

TIM_OC1PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Disable);

TIM_ARRPreloadConfig(TIM2,ENABLE);

TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_CC1,ENABLE);

TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);

}

void TIM2_IRQHandler(void)

{

TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_CC1);

if(n==1)

{

n=0;

TIM_SetCompare1(TIM2,CCR1_Val2);

}

else

{

n=1;

TIM_SetCompare1(TIM2,CCR1_Val1);

}

通過改變比較寄存器（CCR1）中的值，改變PWM的占空比，在每次匹配中斷中改變CCR1的值。上面程序?qū)崿F(xiàn)的是產(chǎn)生一路頻率為10K占空比為40%的PWM波。

有了上面的思想我就想產(chǎn)生四路不同頻率不同占空比的PWM波，經(jīng)過反復(fù)思考光配函數(shù)似乎不能實(shí)現(xiàn)，在網(wǎng)上去查了的，很多網(wǎng)友也說不能實(shí)現(xiàn)，有一個(gè)網(wǎng)友給了一個(gè)提示：軟件模擬。剛開始沒明白什么意思，于是還是自己繼續(xù)配置庫函數(shù)，在這個(gè)過程中一直有兩個(gè)疑問：

每次中斷中，CCR寄存器的值都在循環(huán)的增加，CCR的寄存器不可能是無限大吧？就算是無限大，計(jì)數(shù)器也不是無限大呀，他只能記到65535。初步確定使用匹配中斷不行，我有想過同時(shí)使用溢出中斷和匹配中斷，但這樣四路PWM波只能是固定的，頻率和占空比不能調(diào)。大概說一下怎樣用溢出中斷和匹配中斷實(shí)現(xiàn)四路固定的PWM波，把計(jì)數(shù)器寄存器（CNT）的值裝最大周期的那個(gè)PWM波，當(dāng)一次計(jì)數(shù)完成算一下三路小點(diǎn)周期數(shù)，在匹配中斷中對應(yīng)的設(shè)個(gè)變量，CCR就改變幾次，溢出中斷來了就再次給計(jì)數(shù)器裝初值，同時(shí)四個(gè)比較寄存器從裝初值，這樣很麻煩，理論上可以實(shí)現(xiàn)，但我考慮到最終不能實(shí)現(xiàn)我的要求，就沒有去驗(yàn)證。所以產(chǎn)生四路頻率可調(diào)占空比可調(diào)，用一個(gè)定時(shí)器似乎不能實(shí)現(xiàn)，就一直卡到這里，我又在想飛哥說能實(shí)現(xiàn)，就肯定能實(shí)現(xiàn)，我又在網(wǎng)上找資料，還是沒找到，只是有人題四路，軟模擬，于是我就思考用軟模擬實(shí)現(xiàn)，最后在一個(gè)師兄的指點(diǎn)下，確實(shí)用軟件模擬一個(gè)中間比較寄存器能實(shí)現(xiàn)，思路大概是這樣子的，首先讓比較寄存器裝滿，也就是最大值（65535），然后通過改變模擬比較寄存器的值，每次匹配中斷只需把模擬比較寄存器的值去比較就行，具體方案看程序。

unsigned charCnt[4]; //一個(gè)數(shù)組，這個(gè)數(shù)組的每個(gè)元素對應(yīng)一個(gè)通道，用來判斷裝PWM得高電平還是低電平數(shù)

unsigned intT[4];//周期數(shù)組

unsigned intR[4];//模擬的比較寄存器數(shù)組，一樣的每個(gè)通道對應(yīng)一個(gè)數(shù)組元素

unsigned intRh[4];//模擬的PWM高電平比較寄存器

unsigned intRl[4]; //模擬的PWM低電平比較寄存器

unsigned char F[4];//占空比數(shù)組

unsigned int CCR1,CCR2,CCR3,CCR4;

void Init(void)

{

unsigned char i = 0;

for(i = 0; i < 4; i++)

{

Cnt[i]= 0;

T[i]= 0;

R[i]= 0;

Rh[i] = 0;

Rl[i] = 0;

F[i]= 0;

}

//t的范圍為（0~65536）

T[0] = 450;//F=40K

T[1] = 600;//F=30K

T[2] = 900;//F=20K

T[3] = 1800;//F=10K

//F(占空比)的范圍為（0~100）

F[0] = 40;

F[1] = 30;

F[2] = 20;

F[3] = 10;

for(i = 0; i < 4; i++)

{

Rh[i] = (T[i] * F[i]) / 100;

Rl[i] = T[i] - Rh[i];

}

R[0] = Rl[0];

R[1] = Rl[1];

R[2] = Rl[2];

R[3] = Rl[3];

CCR1 = R[0];

CCR2 = R[1];

CCR3 = R[2];

CCR4 = R[3];

}

對應(yīng)的數(shù)組初始化

void RCC_Configuration(void)

{

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_GPIOD,ENABLE);

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);

}

時(shí)鐘配置

void GPIO_Configuration(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

//Key1 PA0 Key3 PA8

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_8;