STM32定時(shí)器產(chǎn)生PWM徹底應(yīng)用

這次學(xué)習(xí)STM32花了很長時(shí)間，一個(gè)禮拜多，也有頗多收獲，學(xué)習(xí)過程也有頗多曲折。這次的任務(wù)是：用STM32的一個(gè)定時(shí)器在四個(gè)通道上產(chǎn)生四路頻率可調(diào)占空比可調(diào)的PWM波。

看到這個(gè)題，我先看STM32的數(shù)據(jù)手冊，把STM32的定時(shí)器手冊看完就花了一天，但是看了一遍任然不知道所云，就看庫函數(shù)，略有點(diǎn)理解，就想一哈把這個(gè)程序調(diào)出來，于是就花了一天多時(shí)間仿照網(wǎng)上別人的程序來寫，花了一天多寫出來調(diào)試，結(jié)果行不通，做了無用功，于是靜下心來想想，還是一步一步的來。

我先用STM32的通用定時(shí)器用PWM模式產(chǎn)生四路相同占空比，不同頻率的PWM波，配置如下：

RCC_APB1PeriphClockCmd（RCC_APB1Periph_TIM2，ENABLE）;//使能TIM2時(shí)鐘

TIM_InternalClockConfig（TIM2）;//使用內(nèi)部時(shí)鐘

TIM_BaseInitStructure.TIM_Prescaler=3; //設(shè)置TIM時(shí)鐘頻率除數(shù)的預(yù)分頻值

TIM_BaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//選擇計(jì)數(shù)器模式

TIM_BaseInitStructure.TIM_Period=1799;//設(shè)置下一個(gè)更新事件裝入活動(dòng)的自動(dòng)重裝載寄存器周期的值

TIM_BaseInitStructure.TIM_ClockDivision=0;//設(shè)置時(shí)鐘分割

TIM_TimeBaseInit（TIM2，&TIM_BaseInitStructure）;

//通道1

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;//選擇定時(shí)器模式

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;//選擇輸出比較狀態(tài)

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState=TIM_OutputNState_Disable;//選擇互補(bǔ)輸出比較狀態(tài)

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=CCR1_Val;//設(shè)置了待裝入捕獲比較器的脈沖值

TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;//設(shè)置輸出極性

TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity=TIM_OCNPolarity_Low;//設(shè)置互補(bǔ)輸出極性

TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState=TIM_OCIdleState_Set;//選擇空閑狀態(tài)下得非工作狀態(tài)

TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState=TIM_OCNIdleState_Reset;//選擇互補(bǔ)空閑狀態(tài)下得非工作狀態(tài)

TIM_OC1Init（TIM2，&TIM_OCInitStructure）;

TIM_OC1PreloadConfig（TIM2， TIM_OCPreload_Enable）;

//通道2

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=CCR2_Val;//設(shè)置了待裝入捕獲比較器的脈沖值

TIM_OC2Init（TIM2，&TIM_OCInitStructure）;

TIM_OC2PreloadConfig（TIM2，TIM_OCPreload_Enable）;

//通道3

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=CCR3_Val;//設(shè)置了待裝入捕獲比較器的脈沖值

TIM_OC3Init（TIM2，&TIM_OCInitStructure）;

TIM_OC3PreloadConfig（TIM2，TIM_OCPreload_Enable）;

//通道4

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=CCR4_Val;//設(shè)置了待裝入捕獲比較器的脈沖值

TIM_OC4Init（TIM2，&TIM_OCInitStructure）;

TIM_OC4PreloadConfig（TIM2，TIM_OCPreload_Enable）;

TIM_Cmd（TIM2， ENABLE）;

TIM_CtrlPWMOutputs（TIM2，ENABLE）;

用pwm模式輸出的頻率和占空比是固定的，不可調(diào)，要想輸出頻率可調(diào)，占空比可調(diào)，必須得使用比較輸出模式。這點(diǎn)資料是在STM32全國巡回研討會上看到的，如圖：

所以，接下來我就寫了一個(gè)程序通過輸出比較模式產(chǎn)生一路PWM波，這個(gè)波的頻率和占空比都由自己確定，函數(shù)配置如下：

TIM_BaseInitStructure.TIM_Prescaler=3; //設(shè)置TIM時(shí)鐘頻率除數(shù)的預(yù)分頻值（18M）

TIM_BaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//選擇計(jì)數(shù)器模式

TIM_BaseInitStructure.TIM_Period=1800;//設(shè)置下一個(gè)更新事件裝入活動(dòng)的自動(dòng)重裝載寄存器周期的值

TIM_BaseInitStructure.TIM_ClockDivision=0;//設(shè)置時(shí)鐘分割

TIM_TimeBaseInit（TIM2，&TIM_BaseInitStructure）;

//通道1

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_Toggle;//選擇定時(shí)器模式

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;//選擇輸出比較狀態(tài)

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState=TIM_OutputNState_Disable;//選擇互補(bǔ)輸出比較狀態(tài)

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=CCR1_Val1;//設(shè)置了待裝入捕獲比較器的脈沖值

TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;//設(shè)置輸出極性

TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity=TIM_OCNPolarity_Low;//設(shè)置互補(bǔ)輸出極性

TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState=TIM_OCIdleState_Set;//選擇空閑狀態(tài)下得非工作狀態(tài)

TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState=TIM_OCNIdleState_Reset;//選擇互補(bǔ)空閑狀態(tài)下得非工作狀態(tài)

TIM_OC1Init（TIM2，&TIM_OCInitStructure）;

TIM_OC1PreloadConfig（TIM2， TIM_OCPreload_Disable）;

TIM_ARRPreloadConfig（TIM2，ENABLE）;

TIM_ITConfig（TIM2，TIM_IT_CC1，ENABLE）;

TIM_Cmd（TIM2，ENABLE）;

}

void TIM2_IRQHandler（void）

{

TIM_ClearITPendingBit（TIM2，TIM_IT_CC1）;

if（n==1）

{

n=0;

TIM_SetCompare1（TIM2，CCR1_Val2）;

}

else

{

n=1;

TIM_SetCompare1（TIM2，CCR1_Val1）;

}

通過改變比較寄存器（CCR1）中的值，改變PWM的占空比，在每次匹配中斷中改變CCR1的值。上面程序?qū)崿F(xiàn)的是產(chǎn)生一路頻率為10K占空比為40%的PWM波。

有了上面的思想我就想產(chǎn)生四路不同頻率不同占空比的PWM波，經(jīng)過反復(fù)思考光配函數(shù)似乎不能實(shí)現(xiàn)，在網(wǎng)上去查了的，很多網(wǎng)友也說不能實(shí)現(xiàn)，有一個(gè)網(wǎng)友給了一個(gè)提示：軟件模擬。剛開始沒明白什么意思，于是還是自己繼續(xù)配置庫函數(shù)，在這個(gè)過程中一直有兩個(gè)疑問：

每次中斷中，CCR寄存器的值都在循環(huán)的增加，CCR的寄存器不可能是無限大吧？就算是無限大，計(jì)數(shù)器也不是無限大呀，他只能記到65535。初步確定使用匹配中斷不行，我有想過同時(shí)使用溢出中斷和匹配中斷，但這樣四路PWM波只能是固定的，頻率和占空比不能調(diào)。大概說一下怎樣用溢出中斷和匹配中斷實(shí)現(xiàn)四路固定的PWM波，把計(jì)數(shù)器寄存器（CNT）的值裝最大周期的那個(gè)PWM波，當(dāng)一次計(jì)數(shù)完成算一下三路小點(diǎn)周期數(shù)，在匹配中斷中對應(yīng)的設(shè)個(gè)變量，CCR就改變幾次，溢出中斷來了就再次給計(jì)數(shù)器裝初值，同時(shí)四個(gè)比較寄存器從裝初值，這樣很麻煩，理論上可以實(shí)現(xiàn)，但我考慮到最終不能實(shí)現(xiàn)我的要求，就沒有去驗(yàn)證。所以產(chǎn)生四路頻率可調(diào)占空比可調(diào)，用一個(gè)定時(shí)器似乎不能實(shí)現(xiàn)，就一直卡到這里，我又在想飛哥說能實(shí)現(xiàn)，就肯定能實(shí)現(xiàn)，我又在網(wǎng)上找資料，還是沒找到，只是有人題四路，軟模擬，于是我就思考用軟模擬實(shí)現(xiàn)，最后在一個(gè)師兄的指點(diǎn)下，確實(shí)用軟件模擬一個(gè)中間比較寄存器能實(shí)現(xiàn)，思路大概是這樣子的，首先讓比較寄存器裝滿，也就是最大值（65535），然后通過改變模擬比較寄存器的值，每次匹配中斷只需把模擬比較寄存器的值去比較就行，具體方案看程序。

unsigned charCnt［4］; //一個(gè)數(shù)組，這個(gè)數(shù)組的每個(gè)元素對應(yīng)一個(gè)通道，用來判斷裝PWM得高電平還是低電平數(shù)

unsigned intT［4］;//周期數(shù)組

unsigned intR［4］;//模擬的比較寄存器數(shù)組，一樣的每個(gè)通道對應(yīng)一個(gè)數(shù)組元素

unsigned intRh［4］;//模擬的PWM高電平比較寄存器

unsigned intRl［4］; //模擬的PWM低電平比較寄存器

unsigned char F［4］;//占空比數(shù)組

unsigned int CCR1，CCR2，CCR3，CCR4;

void Init（void）

{

unsigned char i = 0;

for（i = 0; i 《 4; i++）

{

Cnt［i］= 0;

T［i］= 0;

R［i］= 0;

Rh［i］ = 0;

Rl［i］ = 0;

F［i］= 0;

}

//t的范圍為（0~65536）

T［0］ = 450;//F=40K

T［1］ = 600;//F=30K

T［2］ = 900;//F=20K

T［3］ = 1800;//F=10K

//F（占空比）的范圍為（0~100）

F［0］ = 40;

F［1］ = 30;

F［2］ = 20;

F［3］ = 10;

for（i = 0; i 《 4; i++）

{

Rh［i］ = （T［i］ * F［i］） / 100;

Rl［i］ = T［i］ - Rh［i］;

}

R［0］ = Rl［0］;

R［1］ = Rl［1］;

R［2］ = Rl［2］;

R［3］ = Rl［3］;

CCR1 = R［0］;

CCR2 = R［1］;

CCR3 = R［2］;

CCR4 = R［3］;

}

對應(yīng)的數(shù)組初始化

void RCC_Configuration（void）

{

RCC_APB1PeriphClockCmd（RCC_APB1Periph_TIM3，ENABLE）;

RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO，ENABLE）;

RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_GPIOD，ENABLE）;

RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_AFIO，ENABLE）;

}

時(shí)鐘配置

void GPIO_Configuration（void）

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

//Key1 PA0 Key3 PA8

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_8;