STM32定时器产生PWM彻底应用.docx
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STM32定时器产生PWM彻底应用
这次学习STM32花了很长时间,一个礼拜多,也有颇多收获,学习过程也有颇多曲折。
这次的任务是:
用STM32的一个定时器在四个通道上产生四路频率可调占空比可调的PWM波。
看到这个题,我先看STM32的数据手册,把STM32的定时器手册看完就花了一天,但是看了一遍任然不知道所云,就看库函数,略有点理解,就想一哈把这个程序调出来,于是就花了一天多时间仿照网上别人的程序来写,花了一天多写出来调试,结果行不通,做了无用功,于是静下心来想想,还是一步一步的来。
我先用STM32的通用定时器用PWM模式产生四路相同占空比,不同频率的PWM
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABI使能/TIM2时钟TIM
nternalClockConfig(TIM2);〃使用内部时钟
TIM_BaselnitStructure.TIM_Prescaler=3;〃设置TIM时钟频率除数的预分频值TIM_BaselnitStructure.TIM_CounterMode二TIM_CounterMode_Up;〃选择计数器模式TIM_BaselnitStructure.TIM_Period=1799;//设置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_BaselnitStructure.TIM_ClockDivision=0;/设置时钟分割
TIM_TimeBaselnit(TIM2,&TIM_BaselnitStnjcture);
〃通道1
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode二TIM_OCMode_PWM1;/选择定时器模式TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState二TlM_OutputState_Enable;//选择输出比较状态TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState二TIM_OutputNState_Disable;//选择互补输出比较状态
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse二CCR1_Val;设置了待装入捕获比较器的脉冲值
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarityZ2TIM_OCPolarity_High;设置输出极性TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarityZ2TIM_OCNPolarity_Low;设置互补输出极性
TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState二TIM_OCIdleState_Set选择空闲状态下得非工
作状态
TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState二TIM_OCNIdleState_Reset选择互补空闲
状态下得非工作状态
TIM_OC1lnit(TIM2,&TIM_OCInitStructure);
TIM_OC1PreloadConfig(TIM2,TIM_OCPreload_Enable);
〃通道2
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse二CCR2_Val;设置了待装入捕获比较器的脉冲值TIM_OC2lnit(TIM2,&TIM_OCInitStructure);
TIM_OC2PreloadConfig(TIM2,TIM_OCPreload_Enable);
〃通道3
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse二CCR3_Val;设置了待装入捕获比较器的脉冲值TIM_OC3lnit(TIM2,&TIM_OCInitStructure);
TIM_OC3PreloadConfig(TIM2,TIM_OCPreload_Enable);
〃通道4
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse二CCR4_Val;设置了待装入捕获比较器的脉冲值TIM_OC4lnit(TIM2,&TIM_OCInitStructure);
TIM_OC4PreloadConfig(TIM25TIM_OCPreload_Enable);
TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
TIM_CtrlPWMOutputs(TIM2,ENABLE);
用pwm模式输出的频率和占空比是固定的,不可调,要想输出频率可调,占空比可调,必须得使用比较输出模式。
这点资料是在STM32全国巡回研讨会
上看到的,如图:
所以,接下来我就写了一个程序通过输出比较模式产生一路PWM波,这个波的频率和占空比都由自己确定,函数配置如下:
TIM_BaselnitStructure.TIM_Prescaler=3;〃设置TIM时钟频率除数的预分频值
(18M)TIM_BaselnitStructure.TIM_CounterMode二TIM_CounterMode_Up;〃选择计数器模式TIM_BaselnitStructure.TIM_Period=1800;//设置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_BaselnitStructure.TIM_ClockDivision=0;/设置时钟分割
TIM_TimeBaselnit(TIM2,&TIM_BaselnitStructure);
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode二TIM_OCMode_Toggle;选择定时器模式TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState二TlM_OutputState_Enable;//选择输出比较状态TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState二TIM_OutputNState_Disable;//选择互补输出比较状态
TIM_OCInitStructure・TIM_Pulse二CCR1_Val1;设置了待装入捕获比较器的脉冲值TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarityZ2TIM_OCPolarity_High;设置输出极性TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity12TIM_OCNPolarity_Low;设置互补输出极性TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState二TIM_OCIdleState_Set选择空闲状态下得非工作状态
TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState二TIM_OCNIdleState_Reset选择互补空闲
状态下得非工作状态
TIM_OC1lnit(TIM2,&TIM_OCInitStructure);
TIM_OC1PreloadConfig(TIM2,TIM_OCPreload_Disable);
TIM_ARRPreloadConfig(TIM2,ENABLE);
TIMJTConfig(TIM2,TIM_IT_CC1,ENABLE);
TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
voidTIM2_IRQHandler(void)
TIM_ClearlTPendingBit(TIM25TIM_IT_CC1);
if(n==1)
n=0;
TIM_SetCompare1(TIM2,CCR1_Val2);
else
(
n=1;
TIM_SetCompare1(TIM2,CCR1_Val1);
通过改变比较寄存器(CCR1中的值,改变PWM的占空比,在每次匹配中断中改变CCR1的值。
上面程序实现的是产生一路频率为10K占空比为40%的PWM波。
有了上面的思想我就想产生四路不同频率不同占空比的PWM波,经过反复思考光配函数似乎不能实现,在网上去查了的,很多网友也说不能实现,有一个网友给了一个提示:
软件模拟。
刚开始没明白什么意思,于是还是自己继续配置库函数,在这个过程中一直有两个疑问:
每次中断中,CCR寄存器的值都
在循环的增加,CCR的寄存器不可能是无限大吧?
就算是无限大,计数器也不是无限大呀,他只能记到65535°初步确定使用匹配中断不行,我有想过同时使用溢出中断和匹配中断,但这样四路PWM波只能是固定的,频率和占空比不能调。
大概说一下怎样用溢出中断和匹配中断实现四路固定的PWM波,把计数器寄存器(CNT的值装最大周期的那个PWM波,当一次计数完成算一下三路小点周期数,在匹配中断中对应的设个变量,CCF就改变几次,溢出中断来了就
再次给计数器装初值,同时四个比较寄存器从装初值,这样很麻烦,理论上可以实现,但我考虑到最终不能实现我的要求,就没有去验证。
所以产生四路频率可调占空比可调,用一个定时器似乎不能实现,就一直卡到这里,我又在想飞哥说能实现,就肯定能实现,我又在网上找资料,还是没找到,只是有人题四路,软模拟,于是我就思考用软模拟实现,最后在一个师兄的指点下,确实用软件模拟一个中间比较寄存器能实现,思路大概是这样子的,首先让比较寄存器装满,也就是最大值(65535),然后通过改变模拟比较寄存器的值,每次匹配中断只需把模拟比较寄存器的值去比较就行,具体方案看程序。
unsignedcharCnt[4];//—个数组,这个数组的每个元素对应一个通道,用来判断装PWM得高电平还是低电平数
unsignedintT[4];//周期数组
unsignedintR[4];//模拟的比较寄存器数组,一样的每个通道对应一个数组元
素unsignedintRh[4];〃模拟的PWM高电平比较寄存器
unsignedintRI[4];//模拟的PWM低电平比较寄存器
unsignedcharF[4];//占空比数组
unsignedintCCR1,CCR2,CCR3,CCR4;
voidInit(void)
{
unsignedchari=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的范围为(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)的范围为(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[iJ)/100;
Rl[i]=T[i]-Rh[i];
}
R[0]=RI[0];
R[1]=RI[1];
R[2]=Rl[2];
R[3]=Rl[3];
CCR1=R[0];
CCR2=R[1];
CCR3=R[2];
CCR4=R[3];
}
对应的数组初始化
voidRCC_Configuration(void)
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_GPIOD5ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
}
时钟配置
voidGPIO_Configuration(void)
GPIOJnitTypeDefGPIOJnitStructure;
//Key1PAOKey3PA8
GPIO_lnitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_8;
GPIOJnitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MH乙
GPIOInitStructure.GPIOMode=GPIOModeIPU;
GPIOJnit(GPIOA,&GPIO_lnitStructure);
//Key2PC13
GPIOInitStructure.GPIOPin=GPIOPin13;
GPIOJnitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MH乙
GPIOInitStructure.GPIOMode=GPIOModeIPU;
GPIOJnit(GPIOC,&GPIO_lnitStructure);
//KeyPD3
GPIOInitStructure.GPIOPin=GPIOPin3;
GPIOJnitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MH乙
GPIOInitStructure.GPIOMode=GPIOModeIPU;
GPIO_lnit(GPIOD,&GPIO_lnitStructure);
//TIM3CH1CH2
GPIOInitStructure.GPIOPin=GPIOPin6|GPIOPin7;
GPIOJnitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MH乙
GPIO_lnitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_lnit(GPIOA,&GPIOJnitStructure);
//TIM3CH3CH4
GPIOInitStructure.GPIOPin=GPIOPin0|GPIOPin1;
GPIO_lnitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MH乙GPIO_lnitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_lnit(GPIOB,&GPIOJnitStructure);
}
管脚配置
voidNVIC_Configuration(void)
NVICJnitTypeDefNVICJnitStructure;
#ifdefVECT_TAB_RAM
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM,OxO);
#else
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH,OxO);
#endif
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
NVICInitStructure.NVICIRQChannel=TIM3IRQChannel;
/
NVICJnitStructure.NVICJRQChannelPreemptionPriority=1;
NVICJnitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;
NVICJnitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
NVIC_lnit(&NVICJnitStructure);
中断配置
voidTIM_Configuration(void)
TIM_TimeBaselnitTypeDefTIM_BaselnitStructure;
TIM_OCInitTypeDefTIM_OCInitStructure;
TIM」nternalClockConfig(TIM3);
TIM_BaselnitStructure.TIM_Prescaler=3;//4分频,18M
TIM_BaselnitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
TIM_BaselnitStructure.TIM_Period=65535;
TIMBaselnitStructure.TIMClockDivision=0;
TIM_BaselnitStructure.TIM_RepetitionCounter=0;
TIM_TimeBaselnit(TIM3,&TIM_BaselnitStructure);
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_Toggle;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;
TIMOCInitStructure.TIMPulse=CCR1;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_Low;
TIM_OC1lnit(TIM3,&TIM_OCInitStructure);
TIM_OC1PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Disable);
TIM_ClearlTPendingBit(TIM3,TIM」T_CC1);
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_Toggle;
TIMOCInitStructure.TIMPulse=CCR2;
TIM_OC2lnit(TIM3,&TIM_OCInitStructure);
TIM_OC2PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Disable);
TIM_ClearlTPendingBit(TIM3,TIM」T_CC2);
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_Toggle;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=CCR3;
TIM_OC3lnit(TIM3,&TIM_OCInitStructure);
TIM_OC3PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Disable);
TIM_ClearlTPendingBit(TIM3,TIM」T_CC3);
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_Toggle;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=CCR4;
TIM_OC4lnit(TIM3,&TIM_OCInitStructure);
TIM_OC4PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Disable);
TIM_ClearlTPendingBit(TIM3,TIM」T_CC4);
TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE);
TIM_ITConfig(TIM3,TIMJT_CC1|TIM_IT_CC2|TIM_IT_CC3|TIM_IT_CC4,ENABLE);}
voidTIM3_IRQHandler(void)
{
if(TIM_GetlTStatus(TIM3,TIM_IT_CC1)!
=RESET)
TIM_ClearlTPendingBit(TIM3,TIM」T_CC1);
Cnt[0]=(-Cnt[0])&0x01;if(Cnt[O]==OxO1)
R[0]+=RI[0];
else
R[0]+=Rh[O];
if(R[0]>65535)
R[0]=R[0]-65535;
CCR1=R[0];TIM_SetCompare1(TIM3,CCR1);
}
if(TIM_GetlTStatus(TIM3,TIMJT_CC2)!
=RESET)
{
TIM_ClearlTPendingBit(TIM3,TIM_IT_CC2);Cnt[1]=(-Cnt[1])&OxO1;
if(Cnt[1]==OxO1)
R[1]+=RI[1];
else
R[1]+=Rh[1];
if(R[1]>65535)
R[1]=R[1]-65535;
CCR2=R[1];
TIM_SetCompare2(TIM3,CCR2);
}
if(TIM_GetlTStatus(TIM3,TIMJT_CC3)!
=RESET)
{
TIM_ClearlTPendingBit(TIM3,TIM」T_CC3);
Cnt[2]=(-Cnt[2])&0x01;if(Cnt[2]==0x01)
R[2]+=RI[2];
else
R[2]+=Rh[2];
if(R[2]>65535)
R[2]=R[2]-65535;
CCR3=R[2];TIM_SetCompare3(TIM3,CCR3);
)
if(TIM_GetlTStatus(TIM3,TIMJT_CC4)!
=RESET)
(
TIM_ClearlTPendingBit(TIM3,TIM」T_CC4);
Cnt[3]=(~Cnt[3])&0x01;
if(Cnt[3]==0x01)
R[3]+=RI[3];
else
R[3]+=Rh[3];
if(R[3]>65535)
R[3]=R[3]-65535;
CCR4=R[3];
TIM_SetCompare4(TIM3,CCR4);
}
}
中断函数
其余就是按键扫描函数,通过改变周期数组中的值和占空比寄存器中的值就能改变
PWM波的频率和占空比,当然按键可以设置为4个(一个按键对应一个通道),如果10够用也可以设置8个,没两个按键对应一个通道分别改变频率和占空比。
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