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STM32F103C8T6 TIM4 同时配置4路PWM输出

已有 75 次阅读  2020-01-09 10:47

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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