本帖最后由 techff 于 2023-9-18 13:58 编辑

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：
  1. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//定义结构体
  2. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB  | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);//使能GPIO外设和AFIO复用功能模块时钟
  3. GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE); //选择Timer3部分重映像   
  4. //选择定时器3的通道2作为PWM的输出引脚TIM3_CH2->PB5    GPIOB.5
  5. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //TIM_CH2
  6. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //复用推挽功能
  7. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  8. GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化引脚

2、初始化定时器：　
  1. TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;//定义初始化结构体
  2. RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //使能定时器3时钟
  3. //初始化TIM3
  4. TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //自动重装载寄存器的值
  5. TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //TIMX预分频的值
  6. TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //时钟分割
  7. TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //向上计数
  8. 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：
  1. TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;//定义结构体
  2. TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;//选择定时器模式，TIM脉冲宽度调制模式2
  3. TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;//比较输出使能
  4. TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;//输出比较极性低
  5. TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);//根据结构体信息进行初始化
  6. 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：
  1. 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：

  1. int main(void)
  2. {
  3.     TIM3_PWM_Init(9999,143);//频率为：72*10^6/(9999+1)/(143+1)=50Hz
  4.     TIM_SetCompare2(TIM3,4999);//得到占空比为50%的pwm波形
  5.     while(1);
  6. }