首先,STM32提供了多种类型的定时器,共有11个,其中包括基本定时器TIM6和TIM7,通用定时器TIM2至TIM5,以及高级定时器TIM1和TIM8。除此之外,还有两个看门狗定时器和一个系统嘀嗒定时器SysTick。高级定时器TIM1和TIM8能够产生三对PWM互补输出,适用于三相电机的驱动,而其时钟源由APB2提供。其他定时器的时钟则由APB1提供。
PWM波形的产生原理基于定时器内部的比较寄存器TIMx_CCR。当定时器TIMx_CNT以向上计数模式运行时,计数值会不断累加,直至达到重载寄存器TIMx_ARR设定的值N,然后重置为0继续计数。在此过程中,TIMx_CNT的值会与比较寄存器TIMx_CCR的值A进行比较,根据比较结果输出高电平或低电平。这样,输出的PWM脉冲周期就是N+1倍的时钟周期,脉冲宽度则是A倍的时钟周期,从而计算出PWM的占空比为A/(N+1)。
接下来,配置STM32产生PWM需要几个关键步骤:
1. **配置GPIO口**:根据定时器的引脚重映像表,选择合适的引脚作为PWM输出。例如,使用定时器3的通道2作为输出,就需要配置PB5引脚。这包括开启GPIO和AFIO的时钟,选择定时器的部分重映像,然后初始化GPIO引脚为复用推挽模式。
2. **初始化定时器**:为定时器设置自动重装载寄存器的值、预分频器的值、时钟分割以及计数模式。这些参数将决定PWM的频率和分辨率。
3. **设置PWM模式和输出**:选择定时器的PWM模式,设置输出状态和极性,然后初始化定时器的比较输出通道。
4. **使能定时器**:通过调用TIM_Cmd函数,使能定时器,开始输出PWM波形。
5. **调整PWM占空比**:通过修改定时器的比较寄存器TIMx_CCR的值,可以调整PWM的占空比。编写一个初始化函数,如TIM3_PWM_Init,将所有配置步骤封装其中,然后在主函数中调用此函数进行初始化,并通过TIM_SetCompare2函数修改占空比。
以下是一个简单的例子,假设需要输出50Hz的PWM波形,占空比为50%:
```c int main(void) { TIM3_PWM_Init(9999, 143); // 设置定时器参数,输出50Hz频率 TIM_SetCompare2(TIM3, 4999); // 设置占空比为50% while(1); } ```
通过以上步骤,您可以在STM32上成功配置和输出PWM波形。在实际应用中,根据具体需求调整定时器的参数,可以实现各种不同的PWM控制功能。
本文分享STM32之PWM波形输出配置总结。
一. TIMER分类:
STM32中一共有11个定时器,其中TIM6、TIM7是基本定时器;TIM2、TIM3、TIM4、TIM5是通用定时器;TIM1和TIM8是高级定时器,以及2个看门狗定时器和1个系统嘀嗒定时器。其中系统嘀嗒定时器是前文中所描述的SysTick。
其中TIM1和TIM8是能够产生3对PWM互补输出,常用于三相电机的驱动,时钟由APB2的输出产生。TIM2-TIM5是普通定时器,TIM6和TIM7是基本定时器,其时钟由APB1输出产生。
二、PWM波形产生的原理:
通用定时器可以利用GPIO引脚进行脉冲输出,在配置为比较输出、PWM输出功能时,捕获/比较寄存器TIMx_CCR被用作比较功能,下面把它简称为比较寄存器。
这里直接举例说明定时器的PWM输出工作过程:若配置脉冲计数器TIMx_CNT为向上计数,而重载寄存器TIMx_ARR被配置为N,即TIMx_CNT的当前计数值数值X在TIMxCLK时钟源的驱动下不断累加,当TIMx_CNT的数值X大于N时,会重置TIMx_CNT数值为0重新计数。
而在TIMxCNT计数的同时,TIMxCNT的计数值X会与比较寄存器TIMx_CCR预先存储了的数值A进行比较,当脉冲计数器TIMx_CNT的数值X小于比较寄存器TIMx_CCR的值A时,输出高电平(或低电平),相反地,当脉冲计数器的数值X大于或等于比较寄存器的值A时,输出低电平(或高电平)。
如此循环,得到的输出脉冲周期就为重载寄存器TIMx_ARR存储的数值(N+1)乘以触发脉冲的时钟周期,其脉冲宽度则为比较寄存器TIMx_CCR的值A乘以触发脉冲的时钟周期,即输出PWM的占空比为 A/(N+1)。
三、STM32产生PWM的配置方法:
1、配置GPIO口:
配置IO口的时候无非就是开启时钟,然后选择引脚、模式、速率,最后就是用结构体初始化。不过在32上,不是每一个IO引脚都可以直接使用于PWM输出,因为在硬件上已经规定了用某些引脚来连接PWM的输出口。下面是定时器的引脚重映像,其实就是引脚的复用功能选择:
a.定时器1的引脚复用功能映像:
b.定时器2的引脚复用功能映像:
c.定时器3的引脚复用功能映像:
d.定时器4的引脚复用功能映像:
根据以上重映像表,我们使用定时器3的通道2作为PWM的输出引脚,所以需要对PB5引脚进行配置,对IO口操作代码:
GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;//定义结构体 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);//选择Timer3部分重映像 //选择定时器3的通道2作为PWM的输出引脚TIM3_CH2->PB5GPIOB.5 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;//TIM_CH2 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽功能 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOB, GPIO_InitStructure);//初始化引脚
2、初始化定时器:
TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStructure;//定义初始化结构体 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);//使能定时器3时钟 //初始化TIM3 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=arr;//自动重装载寄存器的值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=psc;//TIMX预分频的值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=0;//时钟分割 TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//向上计数 TIM_TimeBaseInit(TIM3, TIM_TimeBaseStructure);//根据以上功能对定时器进行初始化
3、设置TIM3_CH2的PWM模式,使能TIM3的CH2输出:
TIM_OCInitTypeDefTIM_OCInitStructure;//定义结构体 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_Low;//输出比较极性低 TIM_OC2Init(TIM3, TIM_OCInitStructure);//根据结构体信息进行初始化 TIM_OC2PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);//使能定时器TIM2在CCR2上的预装载值
4、使能定时器3:
TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);//使能定时器TIM3
经过以上的操作,定时器3的第二通道已经可以正常工作并输出PWM波了,只是其占空比和频率都是固定的,我们可以通过改变TIM3_CCR2,则可以控制它的占空比。修改占空比的函数为:TIM_SetCompare2(TIM3,n); n不同,占空比不同。
5、修改pwm波形的占空比:
编写一个函数:void TIM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc);将以上所有的代码都加进来这个函数中,只要在main函数中调用该函数进行初始化,然后使用TIM_SetCompare2()函数修改PWM的占空比就可以在PB5脚得到需要的PWM波形了。关于频率以及占空比的计算方法有以下例子:
intmain(void) { TIM3_PWM_Init(9999,143);//频率为:72*10^6/(9999+1)/(143+1)=50Hz TIM_SetCompare2(TIM3,4999);//得到占空比为50%的pwm波形 while(1); }
来源:硬件攻城狮
免责声明:本文为转载文章,转载此文目的在于传递更多信息,版权归原作者所有。本文所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题,请联系小编进行处理
审核编辑 黄宇