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在深圳做网站,推广网站有效的方法,域名连接到网站怎么做,文件服务器怎么搭建目录 1. 深入了解STM32定时器原理,掌握脉宽调制pwm生成方法。 (1)STM32定时器原理 原理概述 STM32定时器的常见模式 使用步骤 (2)脉宽调制pwm生成方法。 2. 实验 (1)LED亮灭 代码 测试效果 (2)呼吸灯 代码 测试效果 3.总结 1. 深入了解STM32定时器原…

目录

1. 深入了解STM32定时器原理,掌握脉宽调制pwm生成方法。

(1)STM32定时器原理

原理概述

STM32定时器的常见模式

使用步骤

(2)脉宽调制pwm生成方法。

2. 实验

(1)LED亮灭  

代码

测试效果

(2)呼吸灯

 代码

测试效果

3.总结 


 

1. 深入了解STM32定时器原理,掌握脉宽调制pwm生成方法。

(1)STM32定时器原理

STM32定时器(Timer)是一种用于生成精确时间延时和执行周期性任务的外设。在STM32微控制器中,定时器通常由一组定时器单元组成,每个定时器单元都有自己的计数器和控制寄存器。这些定时器可以配置成多种模式,例如定时器模式、输入捕获模式、输出比较模式等。

原理概述

  1. 计数器:定时器内部有一个计数器,它会不断地自增直到达到预设的值,然后重新开始计数。计数器的增长速率由时钟源决定,可以是内部时钟源(如HSI、LSI)或者外部时钟源(如HSE、HCLK)。

  2. 时钟源:定时器的计数器工作时需要一个时钟源。STM32微控制器提供了多种时钟源供选择,可以通过寄存器配置选择。时钟源的选择影响了定时器的精度和范围。

  3. 预分频器:定时器还可以配置一个预分频器,用于减小时钟源的频率,从而降低计数器增长的速率。这个预分频器可以通过设置寄存器来配置,允许定时器适应不同的应用需求。

  4. 模式配置:STM32定时器可以配置成多种模式,包括计数模式、定时器模式、PWM输出模式等。每种模式有不同的应用场景和功能。

STM32定时器的常见模式

  1. 计数模式:定时器的计数器简单地递增直到达到最大值,然后重新从零开始计数。这种模式通常用于测量时间间隔或者生成延时。

  2. 定时器模式:在这种模式下,定时器的计数器到达预设值后会产生一个中断或者触发一个输出。这种模式常用于产生精确的定时事件。

  3. 输入捕获模式:定时器可以捕获外部信号的边沿,并记录捕获时的计数器值。这种模式常用于测量外部信号的脉冲宽度或者频率。

  4. 输出比较模式:定时器可以将计数器的值与预设的比较值进行比较,并在匹配时触发中断或者改变输出状态。这种模式常用于生成PWM信号或者控制外部设备。

使用步骤

  1. 时钟使能:首先需要启用定时器所需要的时钟源,通常需要配置相应的时钟控制寄存器。

  2. 寄存器配置:根据需要选择定时器、配置预分频器、选择工作模式以及设置相关参数。

  3. 中断配置:如果需要定时器中断,需要配置中断使能和相应的中断优先级。

  4. 启动定时器:配置完成后,启动定时器开始计数。

  5. 处理中断(可选):如果使用了定时器中断,需要编写中断处理函数来处理定时器触发的中断事件。

  6. 定时器应用:根据具体应用需求,在定时器中断或者定时器到期时执行相应的操作。

 定时器的主要功能:

(2)脉宽调制pwm生成方法。

PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)是一种利用脉冲宽度即占空比实现对模拟信号进行控制的技术,即是对模拟信号电平进行数字表示的方法。

    广泛应用于电力电子技术中,比如PWM控制技术在逆变电路中的应用;     PWM还应用于直流电机调速,如变频空调的交直流变频调速,除实现调速外,还具有节能等特性。

周期为10ms(频率为100Hz) 的PWM波形: 

STM32的定时器除了TIM6和TIM7,其他定时器都可以用来产生PWM输出; 高级定时器TIM1和TIM8可以同时产生多达7路的PWM输出; 通用定时器能同时产生多达4路的PWM输出; STM32中每个定时器有4个输入通道:TIMx_CH1~TIMx_CH4; 每个通道对应1个捕获/比较寄存器TIMx_CRRx,将寄存器值和计数器值相比较,通过比较结果输出高低电平,从而得到PWM信号; 脉冲宽度调制模式可以产生一个由TIMx_ARR寄存器确定频率、由TIMx_CCRx寄存器确定占空比的信号。

PWM标准外设库输出配置步骤: 

2. 实验

(1)LED亮灭  

使用STM32F103的 Tim2~Tim5其一定时器的某一个通道pin(与GPIOx管脚复用,见下图),连接一个LED,用定时器计数方式,控制LED以2s的频率周期性地亮灭。

代码

main.c文件

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "PWM.h"uint8_t i;int main(void)
{OLED_Init();PWM_Init();while (1){PWM_SetCompare1(0);Delay_ms(2000);PWM_SetCompare1(100);Delay_ms(2000);}
}

PWM.h文件

#ifndef __PWM_H
#define __PWM_Hvoid PWM_Init(void);
void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare);#endif

PWM.c文件

#include "stm32f10x.h"                  // Device headervoid PWM_Init(void)
{RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);//开启时钟//	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
//	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2, ENABLE);
//	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;		//复用推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;		//GPIO_Pin_15;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);TIM_InternalClockConfig(TIM2);TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1;		//ARRTIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720 - 1;		//PSCTIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);//给结构体赋初始值TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;//设置输出比较的模式TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;//设置输出比较极性TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;//设置输出状态TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;		//设置CCRTIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);//放入Init函数中TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare)
{TIM_SetCompare1(TIM2, Compare);
}

测试效果

(2)呼吸灯

采用定时器PWM模式,让 LED 以呼吸灯方式渐亮渐灭,周期为1~2秒,自己调整占空比变化到一个满意效果;使用Keil虚拟示波器,观察 PWM输出波形。

 代码

main.c文件

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "PWM.h"uint8_t i;			//定义for循环的变量int main(void)
{/*模块初始化*/OLED_Init();		//OLED初始化PWM_Init();			//PWM初始化while (1){for (i = 0; i <= 100; i++){PWM_SetCompare1(i);			//依次将定时器的CCR寄存器设置为0~100,PWM占空比逐渐增大,LED逐渐变亮Delay_ms(10);				//延时10ms}for (i = 0; i <= 100; i++){PWM_SetCompare1(100 - i);	//依次将定时器的CCR寄存器设置为100~0,PWM占空比逐渐减小,LED逐渐变暗Delay_ms(10);				//延时10ms}}
}

PWM.h

#ifndef __PWM_H
#define __PWM_Hvoid PWM_Init(void);
void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare);#endif

 PWM.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device headervoid PWM_Init(void)
{/*开启时钟*/RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);			//开启TIM2的时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);			//开启GPIOA的时钟/*GPIO重映射*/
//	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);			//开启AFIO的时钟,重映射必须先开启AFIO的时钟
//	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2, ENABLE);			//将TIM2的引脚部分重映射,具体的映射方案需查看参考手册
//	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);		//将JTAG引脚失能,作为普通GPIO引脚使用/*GPIO初始化*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;		//GPIO_Pin_15;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);							//将PA0引脚初始化为复用推挽输出	//受外设控制的引脚,均需要配置为复用模式		/*配置时钟源*/TIM_InternalClockConfig(TIM2);		//选择TIM2为内部时钟,若不调用此函数,TIM默认也为内部时钟/*时基单元初始化*/TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;				//定义结构体变量TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;     //时钟分频,选择不分频,此参数用于配置滤波器时钟,不影响时基单元功能TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式,选择向上计数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1;					//计数周期,即ARR的值TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720 - 1;				//预分频器,即PSC的值TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;            //重复计数器,高级定时器才会用到TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);             //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit,配置TIM2的时基单元/*输出比较初始化*/TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;							//定义结构体变量TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);							//结构体初始化,若结构体没有完整赋值//则最好执行此函数,给结构体所有成员都赋一个默认值//避免结构体初值不确定的问题TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;				//输出比较模式,选择PWM模式1TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;		//输出极性,选择为高,若选择极性为低,则输出高低电平取反TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;	//输出使能TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;								//初始的CCR值TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);						//将结构体变量交给TIM_OC1Init,配置TIM2的输出比较通道1/*TIM使能*/TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);			//使能TIM2,定时器开始运行
}void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare)
{TIM_SetCompare1(TIM2, Compare);		//设置CCR1的值
}

测试效果

3.总结 

深入了解STM32定时器原理,掌握脉宽调制pwm生成方法,使用hal库制作定时器完成了led灯的亮灭与呼吸灯实验.

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