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发表于 2020-1-7 16:51:57
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STM32F103C8T6 TIM4 同时配置4路PWM输出
转载,网址http://blog.sina.com.cn/s/blog_19db67b480102yidu.html
首先我们来了解一下PWM的概念,PWM(Pulse Width Modulation)即为脉冲宽度调制。放到我们这里,简单点说,就是利用单片机产生指定占空比和指定频率的方波。例如,单片机输出了一个高电平0.5s,低电平0.5s的方波。那么,这个方波的占空比为0.5/(0.5+0.5)=50%,高低电平各占一半,频率为周期(0.5s+0.5s)的倒数,即为1Hz。如果高电平为0.2s,低电平为0.8s则占空比为0.2/(0.2+0.8)=20%,其他情况依次类推。
以单片机STM32F103C8T6为例讲解PWM的产生,通过单片机的内部定时器,可以在IO口输出相应的PWM信号。该单片机有8个定时器,即TIM1~TIM8。其中,TIM1、TIM8为高级定时器,每个都可以产生多达7路PWM信号,从7个IO口同时输出。TIM2~TIM5为通用定时器,每个同时产生4路PWM信号。TIM6、TIM7为基本定时器无法产生PWM信号。
实现功能:
配置TIM4的4路PWM同时输出频率为1Hz的信号,其中:
第一路(TIM4_CH1)占空比10%
第二路(TIM4_CH2)占空比20%
第三路(TIM4_CH3)占空比50%
第四路(TIM4_CH4)占空比80%
第一步:确定TIM4的4路PWM输出对应的IO口。
查看官方数据手册《STM32F103x8_B增强型系列中容量产品数据手册》,P20页,截图如下:
STM32F103C8T6TIM4同时配置4路PWM输出
TIM4的PWM通道TIM4_CH1~TIM4_CH4对应GPIO依次为:PB6~PB9。
int main(void)
{
TIM4_PWM_Init(7999,8999);//方波频率1Hz
TIM_SetCompare1(TIM4, 799);//占空比10%
TIM_SetCompare2(TIM4,1599);//占空比20%
TIM_SetCompare3(TIM4,3999);//占空比50%
TIM_SetCompare4(TIM4,6399);//占空比80%
while(1);//主循环
}
第二步:方波频率计算--void TIM4_PWM_Init(u16 arr,u16 psc);
1.定时器TIM4的输入时钟CLK为72MHz,决定了输出PWM的频率最高低于72MHz;
2.CLK经过预分频计数器,进行了psc+1分频,输入时钟降为72MHz/(psc+1);
3.分频之后,再计数(arr+1)次后才算完成一个周期的PWM输出,因此频率又降低了(arr+1)倍;
4.PWM频率=72MHz/(psc+1)/(arr+1)
5.根据参数72MHz/(7999+1)/(8999+1) = 1Hz.
第三步:占空比设置--void TIM_SetCompare1(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare1);
1.定时器TIM4的计数寄存器从0累加到arr循环,通过将计数寄存器的值N和Compare1进行比较;
2.在一个周期内,N 小于Compare1时输出高,N大于Compare1输出低;(或者设置为相反)
3.因此占空比:(Compare1+1)/(arr+1);
4.依据参数,10%占空比Compare1=799,即10%=(799+1)/(7999+1),其他依次类推。
void TIM4_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
//使能定时器TIM4时钟,注意TIM4时钟为APB1,而非APB2
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);
//使能PWM输出GPIO口时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB , ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;//定时器TIM4的PWM输出通道1,TIM4_CH1
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;//定时器TIM4的PWM输出通道1,TIM4_CH2
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;//定时器TIM4的PWM输出通道3,TIM4_CH3
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;//定时器TIM4的PWM输出通道2,TIM4_CH4
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;//自动重装值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //时钟预分频数
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//TIM向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure); //初始化TIM4
//初始化TIM4_CH1的PWM模式
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;//设置PWM模式1
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;//比较输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;//输出极性为高
TIM_OC1Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure);//初始化TIM4_CH1
//初始化TIM4_CH2的PWM模式
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
//TIM4_CH2初始化,注意为OC2,而不是OC1,下面两个通道依次类推。
TIM_OC2Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure);
//初始化TIM4_CH3的PWM模式
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
TIM_OC3Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure);
//初始化TIM4_CH4的PWM模式
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
TIM_OC4Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure);
//使能4个通道的预装载寄存器
TIM_OC1PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable);//OC1
TIM_OC2PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable);//OC2
TIM_OC3PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable);//OC3
TIM_OC4PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable);//OC4
TIM_ARRPreloadConfig(TIM4, ENABLE); //使能重装寄存器
TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);//使能定时器TIM4,准备工作
}
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