在本教程中，我們將了解STM32中的PWM（脈寬調制），以及如何使用PWM技術控制LED的亮度或直流風扇的速度。

我們知道有兩種類型的信號：模擬和數字。模擬信號具有（3V，1V...等）和數字信號有（1'和0）。傳感器輸出為模擬信號，這些模擬信號使用ADC轉換為數字信號，因為微控制器只能理解數字信號。處理完這些ADC值后，需要再次將輸出轉換為模擬形式以驅動模擬器件。為此，我們使用某些方法，例如PWM，數模（DAC）轉換器等。

什么是PWM（帶調制的脈沖）？

PWM是一種使用數字值控制模擬設備的方法，例如控制電機的速度，LED的亮度等。我們知道電機和LED在模擬信號上工作。但是PWM不提供純模擬輸出，PWM看起來像由短脈沖產生的模擬信號，而短脈沖是由占空比提供的。

PWM 的占空比

PWM信號保持高電平（導通時間）的時間百分比稱為占空比。如果信號始終為ON，則處于100%占空比，如果始終關閉，則為0%占空比。

Duty Cycle =Turn ON time/ (Turn ON time + Turn OFF time)

采用STM32封裝的PWM

STM32F103C8具有15個PWM引腳和10個ADC引腳。有 7 個定時器，每個 PWM 輸出由連接到 4 個定時器的通道提供。它具有 16 位 PWM 分辨率 （216），即計數器和變量可以大到 65535。在 72MHz 時鐘速率下，PWM 輸出的最大周期約為 1 毫秒。

因此，值 65535 給出了 LED 的全亮度和直流風扇的全速（100% 占空比）

同樣，32767 的值給出了 LED 的一半亮度和直流風扇的一半速度（50% 占空比）

值 13107 給出 （20%） 亮度和 （20%） 速度（20% 占空比）

在本教程中，我們使用電位計和STM32通過PWM技術改變LED的亮度和直流風扇的速度。16x2 LCD用于顯示ADC值（0-4095）和輸出的修改變量（PWM值）（0-65535）。

以下是其他微控制器的幾個PWM示例：

使用帶有MPLAB和XC8的PIC微控制器生成PWM

帶樹莓派的伺服電機控制

基于 Arduino 的 LED 調光器，使用 PWM

使用 MSP430G2 的脈寬調制 （PWM）

在此處查看所有與PWM相關的項目。

所需組件

STM32F103C8

直流風扇

ULN2003 電機驅動器 IC

指示燈（紅色）

液晶顯示器 （16x2）

電位計

面包板

電池 9V

跳線

直流風扇：這里使用的直流風扇是來自舊PC的BLDC風扇。它需要外部電源，因此我們使用 9V 直流電池。

ULN2003 電機驅動器 IC：它用于在一個方向上驅動電機，因為電機是單向的，風扇也需要外部電源。在此處了解有關基于 ULN2003 的電機驅動器電路的更多信息。以下是ULN2003的圖片圖：

引腳（IN1 到 IN7）是輸入引腳，（OUT 1 到 OUT 7）是相應的輸出引腳。COM 被賦予輸出設備所需的正源電壓。

發光二極管：使用紅色 LED 發出紅光。可以使用任何顏色。

電位器：使用兩個電位器，一個用于ADC模擬輸入的分壓器，另一個用于控制LED的亮度。

STM32的引腳詳細信息

正如我們所看到的，PWM引腳以波形格式（~）表示，有15個這樣的引腳，ADC引腳以綠色表示，10個ADC引腳用于模擬輸入。

電路圖和連接

STM32與各種組件的連接說明如下：

STM32，帶模擬輸入（ADC）

電路左側的電位計用作穩壓器，用于調節來自3.3V引腳的電壓。電位計的輸出，即電位計的中心引腳連接到STM32的ADC引腳（PA4）。

STM32 帶指示燈

STM32 PWM輸出引腳（PA9）通過串聯電阻和電容連接到LED的正極引腳。

帶電阻器和電容器的LED

串聯電阻和并聯電容器與 LED 連接，以從 PWM 輸出產生正確的模擬波，因為模擬輸出與直接從 PWM 引腳生成時不是純凈的。

STM32 帶 ULN2003 和 ULN2003 帶風扇

STM32 PWM輸出引腳（PA8）連接到ULN2003 IC的輸入引腳（IN1），ULN2003的相應輸出引腳（OUT1）連接到直流風扇的負極線。

直流風扇的正極引腳連接到 ULN2003 IC 的 COM 引腳，外部電池 （9V DC） 也連接到 ULN2003 IC 的同一 COM 引腳。ULN2003的接地引腳連接到STM32的接地引腳，電池負極連接到同一接地引腳。

STM32 帶液晶顯示器 （16x2）

液晶屏引腳編號	液晶屏引腳名稱	STM32 引腳名稱
1	地面（錠）	地面 （G）
2	可變資本公司	5V
3	維伊	電位計中心的引腳
4	寄存器選擇 （RS）	PB11
5	讀/寫 （RW）	地面 （G）
6	啟用 （英文）	PB10
7	數據位 0 （DB0）	無連接（常閉）
8	數據位 1 （DB1）	無連接（常閉）
9	數據位 2 （DB2）	無連接（常閉）
10	數據位 3 （DB3）	無連接（常閉）
11	數據位 4 （DB4）	PB0
12	數據位 5 （DB5）	PB1
13	數據位 6 （DB6）	電腦13
14	數據位 7 （DB7）	電腦14
15	正極指示燈	5V
16	負極指示燈	地面 （G）

右側的電位計用于控制LCD顯示屏的對比度。上表顯示了LCD和STM32之間的連接。

在此編碼中，我們將從連接到左電位計中心引腳的ADC引腳（PA4）獲取輸入模擬值，然后將模擬值（0-3.3V）轉換為數字或整數格式（0-4095）。該數字值進一步作為PWM輸出提供，以控制LED亮度和直流風扇的速度。16x2 LCD用于顯示ADC和映射值（PWM輸出值）。

首先，我們需要包含LCD頭文件，聲明LCD引腳并使用以下代碼初始化它們。

#include // include the LCD library

const int rs = PB11, en = PB10, d4 = PB0, d5 = PB1, d6 = PC13, d7 = PC14; //mention the pin names to with LCD is connected to

LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7); //Initialize the LCD

接下來使用STM32的引腳聲明和定義引腳名稱

const int analoginput = PA4; // Input from potentiometer

const int led = PA9; // LED output

const int fan = PA8; // fan output

現在在setup（）中，我們需要顯示一些消息并在幾秒鐘后清除它們，并指定輸入引腳和PWM輸出引腳

lcd.begin(16,2); //Getting LCD ready

lcd.clear(); //Clears LCD

lcd.setCursor(0,0); //Sets cursor at row0 and column0

lcd.print("CIRCUIT DIGEST"); //Displays Circuit Digest

lcd.setCursor(0,1); //Sets Cursor at column0 and row1

lcd.print("PWM USING STM32"); //Displays PWM using STM32

delay(2000); // Delay Time

lcd.clear(); // Clears LCD

pinMode(analoginput, INPUT); // set pin mode analoginput as INPUT

pinMode(led, PWM); // set pin mode led as PWM output

pinMode(fan, PWM); // set pin mode fan as PWM output

模擬輸入引腳（PA4）通過引腳模式（模擬輸入，輸入）設置為輸入，LED引腳設置為PWM輸出由引腳模式（led，PWM），風扇引腳設置為PWM輸出由引腳模式（風扇，PWM）設置。此處，PWM 輸出引腳連接到 LED （PA9） 和風扇 （PA8）。

接下來在void loop（）函數中，我們從ADC引腳（PA4）讀取模擬信號并將其存儲在一個整數變量中，該整數變量使用以下代碼將模擬電壓轉換為數字整數值（0-4095） int valueadc = analogRead（analoginput）;

這里需要注意的重要一點是PWM引腳，即STM32的通道具有16位分辨率（0-65535），因此我們需要使用如下所示的映射功能將其與模擬值進行映射

int result = map(valueadc, 0, 4095, 0, 65535).

如果不使用映射，我們將無法通過改變電位計來獲得風扇的全速或LED的全亮度。

然后，我們使用pwmWrite（led，結果）將PWM輸出寫入LED，并使用pwmWrite（風扇，結果）函數將PWM輸出寫入風扇。

最后，我們使用以下命令在LCD顯示屏上顯示模擬輸入值（ADC值）和輸出值（PWM值）

lcd.setCursor(0,0); //Sets cursor at row0 and column0

lcd.print("ADC value= "); // prints the words “”

lcd.print(valueadc); //displays valueadc

lcd.setCursor(0,1); //Sets Cursor at column0 and row1

lcd.print("Output = "); //prints the words in ""

lcd.print(result); //displays value result

#include // include the LCD library

const int rs = PB11, en = PB10, d4 = PB0, d5 = PB1, d6 = PC13, d7 = PC14; //mention the pin names to with LCD is connected to

LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7); //Initialize the LCD


const int analoginput = PA4; // Input from potentiometer

const int led = PA9; // LED output

const int fan = PA8; // fan output



void setup()

{

lcd.begin(16,2); //Getting LCD ready

lcd.clear(); //Clears LCD

lcd.setCursor(0,0); //Sets cursor at row0 and column0

lcd.print("CIRCUIT DIGEST"); //Displays Circuit Digest

lcd.setCursor(0,1); //Sets Cursor at column0 and row1

lcd.print("PWM USING STM32"); //Displays PWM using STM32

delay(2000); // Delay yime

lcd.clear(); // Clears LCD

pinMode(analoginput, INPUT); // set pin mode analoginput as INPUT

pinMode(led, PWM); // set pin mode led as PWM output

pinMode(fan, PWM); // set pin mode fan as PWM output

}




void loop()


{

int valueadc = analogRead(analoginput); //gets analog value from pot and store in variable,converts to digital

int result = map(valueadc, 0, 4095, 0, 65535); //maps the (0to4095 into 0to65535) and stores in result variable

pwmWrite(led, result); //puts resultin PWM form

pwmWrite(fan, result); //puts resultin PWM form

lcd.setCursor(0,0); //Sets cursor at row0 and column0

lcd.print("ADC value= "); // prints the words in ""

lcd.print(valueadc); //displays value

lcd.setCursor(0,1); //Sets Cursor at column0 and row1

lcd.print("Output = "); //prints the words in ""

lcd.print(result); //displays value result

}