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STM32 定時器產生PWM徹底應用

作者：時間：2016-12-02 來源：網絡

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這次學習STM32花了很長時間，一個禮拜多，也有頗多收獲，學習過程也有頗多曲折。這次的任務是：用STM32的一個定時器在四個通道上產生四路頻率可調占空比可調的PWM波。

看到這個題，我先看STM32的數據手冊，把STM32的定時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，略有點理解，就想一哈把這個程序調出來，于是就花了一天多時間仿照網上別人的程序來寫，花了一天多寫出來調試，結果行不通，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://www.104case.com/article/201612/325053.htm

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

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);//使能TIM2時鐘

TIM_InternalClockConfig(TIM2);//使用內部時鐘

TIM_BaseInitStructure.TIM_Prescaler=3; //設置TIM時鐘頻率除數的預分頻值

TIM_BaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//選擇計數器模式

TIM_BaseInitStructure.TIM_Period=1799;//設置下一個更新事件裝入活動的自動重裝載寄存器周期的值

TIM_BaseInitStructure.TIM_ClockDivision=0;//設置時鐘分割

TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_BaseInitStructure);

//通道1

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;//選擇定時器模式

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

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState=TIM_OutputNState_Disable;//選擇互補輸出比較狀態

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

TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;//設置輸出極性

TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity=TIM_OCNPolarity_Low;//設置互補輸出極性

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

TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState=TIM_OCNIdleState_Reset;//選擇互補空閑狀態下得非工作狀態

TIM_OC1Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure);

TIM_OC1PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Enable);

//通道2

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=CCR2_Val;//設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，要想輸出頻率可調，占空比可調，必須得使用比較輸出模式。這點資料是在STM32全國巡回研討會上看到的，如圖：

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

TIM_BaseInitStructure.TIM_Prescaler=3; //設置TIM時鐘頻率除數的預分頻值(18M)

TIM_BaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//選擇計數器模式

TIM_BaseInitStructure.TIM_Period=1800;//設置下一個更新事件裝入活動的自動重裝載寄存器周期的值

TIM_BaseInitStructure.TIM_ClockDivision=0;//設置時鐘分割

TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_BaseInitStructure);

//通道1

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_Toggle;//選擇定時器模式

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

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState=TIM_OutputNState_Disable;//選擇互補輸出比較狀態

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

TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;//設置輸出極性

TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity=TIM_OCNPolarity_Low;//設置互補輸出極性

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

TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState=TIM_OCNIdleState_Reset;//選擇互補空閑狀態下得非工作狀態

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。上面程序實現的是產生一路頻率為10K占空比為40%的PWM波。

有了上面的思想我就想產生四路不同頻率不同占空比的PWM波，經過反復思考光配函數似乎不能實現，在網上去查了的，很多網友也說不能實現，有一個網友給了一個提示：軟件模擬。剛開始沒明白什么意思，于是還是自己繼續配置庫函數，在這個過程中一直有兩個疑問：

每次中斷中，CCR寄存器的值都在循環的增加，CCR的寄存器不可能是無限大吧？就算是無限大，計數器也不是無限大呀，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。大概說一下怎樣用溢出中斷和匹配中斷實現四路固定的PWM波，把計數器寄存器（CNT）的值裝最大周期的那個PWM波，當一次計數完成算一下三路小點周期數，在匹配中斷中對應的設個變量，CCR就改變幾次，溢出中斷來了就再次給計數器裝初值，同時四個比較寄存器從裝初值，這樣很麻煩，理論上可以實現，但我考慮到最終不能實現我的要求，就沒有去驗證。所以產生四路頻率可調占空比可調，用一個定時器似乎不能實現，就一直卡到這里，我又在想飛哥說能實現，就肯定能實現，我又在網上找資料，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現，最后在一個師兄的指點下，確實用軟件模擬一個中間比較寄存器能實現，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]; //一個數組，這個數組的每個元素對應一個通道，用來判斷裝PWM得高電平還是低電平數

unsigned intT[4];//周期數組

unsigned intR[4];//模擬的比較寄存器數組，一樣的每個通道對應一個數組元素

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];

}

對應的數組初始化

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;