STM32之PWM资料(网上收集整理)
STM32定时器产生PWM
暨南大学电子设计大赛培训资料
2011年7月24日彭煜
产生如下要求的PWM
通过对TIM1定时器进行控制，使之各通道输出互补PWM，
各通道输出频率均为20KHz。其中，通道1输出的占空比为50%，通道2输出的占空比为25%，通道3输出的占空比为12.5%。各通道互补输出为反相输出。
TIM1定时器的通道1到4的输出分别对应PA8、PA9、PA10和PA11引脚，而通道1到3的互补输出分别对应PB13、PB14和PB15引脚，中止输入引脚为PB12。将这些引脚分别接入示波器，在示波器上观查相应通道占空比的方波。
用定时器产生PWM
由于TIM1计数器的时钟频率为72MHz，要想得到各通道PWM输出频率为20KHz，根据公式：
TIM1频率=TIM1CLK/(TIM1_Period+1)，
则TIM1_Period为3600-1。
由于通道输出占空比等于:TIM1_CCRx/(TIM1_Period+1);
可以得到各通道比较/捕获寄存器的计数值。其中，通道1的TIM1_CCR1寄存器的值为1800，通道2的TIM1_CCR2寄存器的值为900，通道3的TIM1_CCR3寄存器的值为450。
具体怎样设置在例程中详细讲解!
PWM主要程序说明
u16 CCR1_Val = 1800; //设置TIM1通道1输出占空比50%
u16 CCR2_Val = 900; //设置TIM1通道1输出占空比25%
u16 CCR3_Val = 450; //设置TIM1通道1输出占空比12.5%
TIM1_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0x0;
//TIM1时钟频率的预分频值
TIM1_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计数
TIM1_TimeBaseStructure.TIM_Period = 3600-1;
//自动重装载寄存器周期值
TIM1_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0x0;
//时钟分割值
TIM1_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0x0;
TIM_TimeBaseInit(TIM1,&TIM1_TimeBaseStructure);
//初始化TIM1的时间计数数据
PWM主要程序说明
/*选择定时器输出比较为PWM模式2。在向上计数时，当
TIM1_CNT
TIM1_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;
//选择输出比较状态，以及互补输出比较状态
TIM1_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; TIM1_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable;
//设置通道1捕获比较寄存器的脉冲值-占空比为50% TIM1_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR1_Val;
//输出极性和互补极性的有效电平为低
TIM1_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;
TIM1_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_Low;
TIM_OC1Init(TIM1,&TIM1_OCInitStructure); //设置通道1
PWM主要程序说明
//设置通道2捕获比较寄存器的脉冲值-占空比为25%
TIM1_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR2_Val;
TIM_OC2Init(TIM1,&TIM1_OCInitStructure);
//设置通道3捕获比较寄存器的脉冲值-占空比为12.5%
TIM1_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR3_Val;
TIM_OC3Init(TIM1,&TIM1_OCInitStructure);
int main(void)
{
BSP_Init(); //管脚等初始化
Tim1_Init(); //定时器初始化函数
TIM_Cmd(TIM1,ENABLE); //启动TIM1
TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1,ENABLE); //输出PWM
while (1);
}
STM32定时器PWM测试结果
TIM1定时器的通道1到3的输出分别对应PA8、PA9、PA10引脚，而通道1到3的互补输出分别对应PB13、PB14和PB15引脚。将这些引
脚分别接入示波器，在示波器上观查相应通道占空比的方波。
上边为PA8输出的占空比为50%的波形
下边为PB13互补输出。
上边为PA9输出的占空比为25%的波形
下边为PB14互补输出。
上边为PA10输出的占空比为12.5%的波形
下边为PB15互补输出。
九九的STM32笔记（一）TIM模块定时器向上溢出& 输出比较
首先我们必须肯定ST公司的实力，也承认STM32的确是一款非常不错的Cortex-M3核单片机，但是，他的手册实在是让人觉得无法理解，尤其是其中的TIM模块，没有条理可言，看了两天几乎还是不知所云，让人很是郁闷。同时配套的固件库的说明也很难和手册上的寄存器对应起来，研究起来非常费劲！功能强大倒是真的，但至少也应该配套一个让人看的明白的说明吧~~
两天时间研究了STM32定时器的最最基础的部分，把定时器最基础的两个功能实现了，余下的功能有待继续学习。
首先有一点需要注意：FW Lib固件库目前的最新版应该是V2.0.x，V1.0.x版本固件库中，TIM1模块被独立出来，调用的函数与其他定时器不同；在V2.0系列版本中，取消了TIM1.h，所有的TIM 模块统一调用TIM.h即可。网络上流传的各种代码有许多是基于v1版本的固件库，在移植到v2版本固件库时，需要做些修改。本文的所有程序都是基于V2.0固件库。
以下是定时器向上溢出示例代码：
C语言: TIM1模块产生向上溢出事件
//Step1.时钟设置：启动TIM1
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENA BLE);
//Step2.中断NVIC设置：允许中断，设置优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM1_UP_IRQChannel; //更新事件
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //抢占优先级0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //响应优先级1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //允许中断
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //写入设置
//Step3.TIM1模块设置
void TIM_Configuration(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_BaseInitStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
//TIM1 使用内部时钟
//TIM_InternalClockConfig(TIM1);
//TIM1基本设置
//设置预分频器分频系数71，即APB2=72M, TIM1_CLK=72/72=1MHz
//TIM_Period（TIM1_ARR）=1000，计数器向上计数到1000后产生更新事件，计数值归零
//向上计数模式
//TIM_RepetitionCounter(TIM1_RCR)=0，每次向上溢出都产生更新事件
TIM_BaseInitStructure.TIM_Period = 1000;
TIM_BaseInitStructure.TIM_Prescaler = 71;
TIM_BaseInitStructure.TIM_ClockDivision = 0;
TIM_BaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_BaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_BaseInitStructure);
//清中断，以免一启用中断后立即产生中断
TIM_ClearFlag(TIM1, TIM_FLA G_Update);
//使能TIM1中断源
TIM_ITConfig(TIM1, TIM_IT_Update, ENA BLE);
//TIM1总开关：开启
TIM_Cmd(TIM1, ENA BLE);
}
//Step4.中断服务子程序：
void TIM1_UP_IRQHandler(void)
{
GPIOC->ODR ^= (1<<4); //闪灯
TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_FLA G_Update); //清中断
}
下面是输出比较功能实现TIM1_CH1管脚输出指定频率的脉冲：
C语言: TIM1模块实现输出比较，自动翻转并触发中断
//Step1.启动TIM1,同时还要注意给相应功能管脚启动时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENA BLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
//Step2. PA.8口设置为TIM1的OC1输出口
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
//Step3.使能TIM1的输出比较匹配中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM1_CC_IRQChannel;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
//Step4. TIM模块设置
void TIM_Configuration(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_BaseInitStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
//TIM1基本计数器设置
TIM_BaseInitStructure.TIM_Period = 0xffff; //这里必须是65535
TIM_BaseInitStructure.TIM_Prescaler = 71; //预分频71，即72分频，得1M
TIM_BaseInitStructure.TIM_ClockDivision = 0; //时钟分屏
TIM_BaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数模式为往上计算TIM_BaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复的次数为0，也即是只计算一次TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_BaseInitStructure); //写入配置
//TIM1_OC1模块设置
TIM_OCStructInit(& TIM_OCInitStructure);
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Toggle; //管脚输出模式：翻转
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 2000; //翻转周期：2000个脉冲
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //使能TIM1_CH1通道TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出为正逻辑
TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure); //写入配置
//清中断
TIM_ClearFlag(TIM1, TIM_FLA G_CC1);
//TIM1中断源设置，开启相应通道的捕捉比较中断
TIM_ITConfig(TIM1, TIM_IT_CC1, ENABLE);
//TIM1开启
TIM_Cmd(TIM1, ENA BLE);
//通道输出使能
TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENA BLE);
}
Step5.中断服务子程序
void TIM1_CC_IRQHandler(void)
{
u16 capture;
if(TIM_GetITStatus(TIM1, TIM_IT_CC1) == SET)
{
TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_IT_CC1 );
capture = TIM_GetCapture1(TIM1);
TIM_SetCompare1(TIM1, capture + 2000);
//这里解释下:
//将TIM1_CCR1的值增加2000，使得下一个TIM事件也需要2000个脉冲，
//另一种方式是清零脉冲计数器
//TIM_SetCounter(TIM2,0x0000);
}
}
关于TIM的操作，要注意的是STM32处理器因为低功耗的需要，各模块需要分别独立开启时钟，所以，一定不要忘记给用到的模块和管脚使能时钟，因为这个原因，浪费了我好多时间阿~~！
九九的STM32笔记（二）TIM模块产生PWM
这个是STM32的PWM输出模式，STM32的TIM1模块是增强型的定时器模块，天生就是为电机控制而生，可以产生3组6路PWM，同时每组2路PWM为互补，并可以带有死区，可以用来驱动H 桥。
下面的代码，是利用TIM1模块的1、2通道产生一共4路PWM的代码例子，类似代码也可以参考ST的固件库中相应example
C语言: TIM1模块产生PWM，带死区
//Step1.开启TIM和相应端口时钟
//启动GPIO
RCC_APB2PeriphCloc kCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB | \
RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_GPIOD,\
ENABLE);
//启动AFIO
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENA BLE);
//启动TIM1
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENA BLE);
//Step2. GPIO做相应设置，为AF输出
//PA.8/9口设置为TIM1的OC1输出口
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
//PB.13/14口设置为TIM1_CH1N和TIM1_CH2N输出口
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
//Step3. TIM模块初始化
void TIM_Configuration(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_BaseInitStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
TIM_BDTRInitTypeDef TIM_BDTRInitStructure;
//TIM1基本计数器设置（设置PWM频率）
//频率=TIM1_CLK/(ARR+1)
TIM_BaseInitStructure.TIM_Period = 1000-1;
TIM_BaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72-1;
TIM_BaseInitStructure.TIM_ClockDivision = 0;
TIM_BaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_BaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_BaseInitStructure);
//启用ARR的影子寄存器（直到产生更新事件才更改设置）
TIM_ARRPreloadConfig(TIM1, ENABLE);
//TIM1_OC1模块设置（设置1通道占空比）
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 120;
TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);
//启用CCR1寄存器的影子寄存器（直到产生更新事件才更改设置）
TIM_OC1PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);
//TIM2_OC2模块设置（设置2通道占空比）
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 680;
TIM_OC2Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);
//启用CCR2寄存器的影子寄存器（直到产生更新事件才更改设置）
TIM_OC2PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);
//死区设置
TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSRState = TIM_OSSRState_Enable;
TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSIState = TIM_OSSIState_Enable;
TIM_BDTRInitStructure.TIM_LOCKLevel = TIM_LOCKLevel_OFF;
TIM_BDTRInitStructure.TIM_DeadTime = 0x90; //这里调整死区大小0-0xff
TIM_BDTRInitStructure.TIM_Break = TIM_Break_Disable;
TIM_BDTRInitStructure.TIM_BreakPolarity = TIM_BreakPolarity_High;
TIM_BDTRInitStructure.TIM_AutomaticOutput = TIM_AutomaticOutput_Enable;
TIM_BDTRConfig(TIM1, &TIM_BDTRInitStructure);
//TIM1开启
TIM_Cmd(TIM1, ENA BLE);
//TIM1_OC通道输出PWM（一定要加）
TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENA BLE);
}
其实，PWM模块还可以有很多花样可以玩，比方在异常时（如CPU时钟有问题），可以紧急关闭输出，以免发生电路烧毁等严重事故。
死区,简单解释:
通常,大功率电机、变频器等，末端都是由大功率管、IGBT等元件组成的H桥或3相桥。
每个桥的上半桥和下半桥是是绝对不能同时导通的，但高速的PWM驱动信号在达到功率元件的控制极时，往往会由于各种各样的原因产生延迟的效果，造成某个半桥元件在应该关断时没有关断，造成功率元件烧毁。
死区就是在上半桥关断后，延迟一段时间再打开下半桥或在下半桥关断后，延迟一段时间再打开上半桥，从而避免功率元件烧毁。这段延迟时间就是死区。（就是上、下半桥的元件都是关断的）死区时间控制在通常的低端单片机所配备的PWM中是没有的。
死区设置详解：
// 设置刹车特性，死区时间，锁电平，OSSI，OSSR状态和AOE（自动输出使能
/* Automatic Output enable, Break, dead time and lock configuration*/
// TIM1_OSSRState设置在运行模式下非工作状态选项
// TIM1_OSSRState_Enable,使能TIM1 OSSR状态
// TIM1_OSSRState_Disable,失能TIM1 OSSR状态
TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSRState = TIM_OSSRState_Disable;
/*
TIM1_OSSIState设置在运行模式下非工作状态选项。该参数取值见下表。
TIM1_OSSIState_Enable 使能TIM1 OSSI状态
TIM1_OSSIState_Disable 失能TIM1 OSSI状态
*/
TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSIState = TIM_OSSIState_Disable;
/*
TIM1_LOCKLevel设置了锁电平参数。该参数取值见下表。
TIM1_LOCKLevel_OFF 不锁任何位
TIM1_LOCKLevel_1 使用锁电平1
TIM1_LOCKLevel_2 使用锁电平2
TIM1_LOCKLevel_3 使用锁电平3
*/
TIM_BDTRInitStructure.TIM_LOCKLevel = TIM_LOCKLevel_1;
// TIM1_DeadTIM1指定了输出打开和关闭状态之间的延时。
TIM_BDTRInitStructure.TIM_DeadTime = 5;
/*
TIM1_Break使能或者失能TIM1刹车输入。该参数取值见下表。
TIM1_Break_Enable 使能TIM1刹车输入
TIM1_Break_Disable 失能TIM1刹车输入
*/
TIM_BDTRInitStructure.TIM_Break = TIM_Break_Disable;
/*
TIM1_BreakPolarity设置TIM1刹车输入管脚极性。该参数取值见下表。
TIM1_BreakPolarity_Low TIM1刹车输入管脚极性低
TIM1_BreakPolarity_High TIM1刹车输入管脚极性高
*/
TIM_BDTRInitStructure.TIM_BreakPolarity = TIM_BreakPolarity_High;
/*
TIM1_AutomaticOutput使能或者失能自动输出功能,该参数取值见下表。
TIM1_AutomaticOutput_Enable 自动输出功能使能
TIM1_AutomaticOutput_Disable 自动输出功能失能
*/
TIM_BDTRInitStructure.TIM_AutomaticOutput = TIM_AutomaticOutput_Disable;
TIM_BDTRConfig(TIM1, &TIM_BDTRInitStructure); // 这条语句可以不执行
// 这条语句可以不执行
TIM_SelectOutputTrigger(TIM1, TIM_TRGOSource_Update); /* Master Mode selection */ // 这条语句可以不执行
TIM_ARRPreloadConfig(TIM1, ENABLE); // 使能TIMx在A RR上的预装载寄存器TIM_ITConfig(TIM1,TIM_IT_Update, ENA BLE);
TIM_ITConfig(TIM1,TIM_IT_CC4, ENA BLE);
TIM_Cmd(TIM1, DISA BLE);