快速上手STM32单片机定时器-PWM设定

一、PWM的定义

PWM（Pulse width modulation）意思为脉冲的宽度调制。我们通过调节脉冲的周期、高电平占空比，来实现直流电梯调速、灯光亮度调整的功能。如下图1中脉冲的周期T、占空比P等参数我们均可以实现调节。

图1 矩形方波

二、STM32单片机定时器中PWM实现方法

PWM输出为STM32单片机中定时器的一个功能。实现PWM输出我们需要设置输出波形的周期T、和高电平的占空比。

图2 电平翻转波形图

三、STM32单片机定时器中PWM设定方法

STM32CUBE中PWM的设定主要是以下参数，Mode（模式）和CH Polarity（极性）两个参数相互配合，确定PWM的具体输出波形，具体见图4。Pulse参数即为CCR寄存器的参数，设定占空比的。

图3 PWM设定参数

图4 模式、极性与输出电平的关系

四、程序的实现

STM32CUBE生成代码后，首先使用库函数：HAL_TIM_PWM_Start(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel)来开启相应定时器、相应通道的PWM输出；可以使用宏 __HAL_TIM_SET_COMPARE(__HANDLE__, __CHANNEL__, __COMPARE__)来改变CCR的值，调节占空比。

五、实验视频

PWM设定视频：快速上手STM32定时器（三）-PWM设定

PWM实验视频：快速上手STM32定时器（四）-PWM实验

单片机之定时器模拟PWM

PWM-脉冲宽度调制，在实际应用中非常广泛，如灯光效果调制、开关电源、电机控制等。一般单片机都会带有PWM模块，单片机自带的PWM模块的优点是控制精度高，使用方便，只需要配置相关寄存器就可以，缺点是IO口固定，能同时输出PWM的路数少。当实际应用时的PWM的精度和频率要求不高，但要同时输出3路以上PWM时，就可以用单片机的定时器来模拟PWM了。本次主要介绍定时器模拟PWM来控制4色（红绿蓝白）LED的灯光效果。

PWM的调制最关键的是控制占空比与周期，本次介绍的PWM的周期固定，在什么时候改变占空比这个很关键。定时器中断时间为50us，PWM周期是50us*200 = 10ms。对于灯光的控制，频率大于50Hz即可，如果想要手机拍摄时没有明显的闪烁，频率最好在100Hz以上，下面来看程序：

void timer0_isr(void) interrupt ISRTimer0 //50us，中断函数

{

TH0 = 249;

TL0 = 254;

//red_led = ~red_led;

timer0_50us_flag = 1;

test_water_50us_flag = 1;

red_led_pwm();

green_led_pwm();

blue_led_pwm();

white_led_pwm();

//control_mist_pwm();

}

void red_led_pwm(void)//红色LED PWM输出函数，在定时器0中调用

{

red_led_count++;//计数用

if(red_led_count > red_led_duty)计数值与占空比比较大小

{

red_led = 0;//如果计数值比占空比数值大，就输出低电平，否则就输出高电平

}

else

{

red_led = 1;

}

if(red_led_count >= red_led_duty_cycle)//判断计数值是否到达周期值

{

red_led_count = 0;//计数值清零

if(goto_step3_flag)

red_led_cycle_times++;//PWM满一个周期后记录当前PWM输出了几个

}

}

其他三种颜色灯的PWM输出函数与红色LED的PWM输出函数一样，在此不做详述。PWM的输出函数非常简单，但是要控制这几种LED显示不同的效果，改变占空比就非常重要了。以下是红色LED占空比控制的程序，在主循环中调用

void red_led_duty_process()

{

if(red_led_cycle_times < 2)

return;

red_led_cycle_times = 0;

if(red_duty_zero_flag)

return;

if(red_begin_decr_flag)

{

red_led_duty--;

if(red_led_duty == 0)

{

red_duty_zero_flag = 1;

red_arrive_half_duty_flag = 0;

blue_duty_zero_flag = 0;

}

return;

}

if(red_duty_full_flag)

return;

if(red_duty_half_flag)

{

red_duty_half_count++;

if(red_duty_half_count < 100)

return;

red_duty_half_count = 0;

red_duty_half_flag = 0;

red_arrive_half_duty_flag = 1;

}

red_led_duty++;

if(red_arrive_half_duty_flag == 0)

{

if(red_led_duty >= 100)

{

red_duty_half_flag = 1;

}

}

if(red_led_duty >= 200)

{

red_duty_full_flag = 1;

green_duty_zero_flag = 0;

blue_duty_full_flag = 0;

}

}

由于在控制占空比的过程中，需要控制每个灯的占空比的变化，在不同的阶段，占空比的变化不一样。这个产品本来只是一个产品的一个功能，看着效果不错就单独拿出来做一个产品，还有汇编版本的。篇幅有限，需要完整的程序代码可以留下邮箱。欢迎大家提问。

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