STM8教程-第十四章 STM8S207 PWM 模块及其应用实例

第十四章STM8S207 PWM 模块及其应用实例
上一节我们学习了定时器中的基本定时器编程，这一节学习定时器里面一个PWM模块。

当终于到了PWM 模块编程时，有些许怀念，怀念过去的一年之中的日以继夜相对的PWM。

忘了介绍我们的团队---风驰，也就是第六届飞思卡尔比赛中的一个队伍。

1、PWM 介绍
脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。

简单一点，就是对脉冲宽度的控制。

PWM 在实际应用很广，例如上面提到的飞思卡尔智能车就用到PWM 控制舵机以及电机。

关于舵机是如何用PWM 控制的，这里不详细说明，有兴趣的建议查询相关知识。

这些在模型制作中应用十分广泛。

关于PWM 如果控制电机的这里略为说明，因为和本节有些许关联
普通直接电机在通电时以全电压工作，在没有PWM 控制电机之前是运用继电器通过不停开断实现对电机的速度控制。

引入PWM 就可以更为灵活控制电机。

PWM 是脉冲宽度可调的方波，在10K 左右的频率下，通过不同的占空比就可以得到近似稳定的电压。

例如输入5V，占空比为50%时，电压近似 2.5V。

我们这节实验也是应用PWM 这个特性。

利用PWM 中的占空比调节LED 的亮度。

关于PWM 的说明这里也简要说明，PWM 第一个参数是PWM 的周期，也就是一个PWM 的时间。

这个可以通过对应的寄存器进行设置，而我们的STM8S207 通过PSCR 设置定时器的时钟源CK_CNT，然后再通过ARR 寄存器设置周期。

例如我们这节的实验使用了16M 内部时钟源，LED4 是接着PD3 的，也就是TIM2_CH2，PSCR只能是2 的次幂，我们选择了4 分频。

CK_CNT = 4M，然后ARR 设置为200，分频200 后直接提供PWM 的时钟，所以f_pwm = 4M/200 = 20KHz。

20KHz 也是我们小车的频率啊，怀念！
第二个参数是占空比，例如30%，就是一个占30%，空70%，也可以在STM8S里面的解析为30%为无效电平，70%为有限电平。

所以这样在20KHz 的周期中高电平占了70%，30%为低电平。

当然这里只是举例说明，这些并非固定。

因为有效电平是可以程序设置的。

不同的单片机可以设置的参数也不尽相同。

例如之前使用的S12 单片机还有对齐方式等等功能设置。

2、PWM 寄存器设置
STM8S207 的PWM 功能是高级定时器或者通用定时器的一个附加功能，这和MC9S12XS128 的有些区别，但是唯一的不同是STM8S207 的PWM 会占用相应的定时器功能，两者是对立的，不能同时使用。

这里使用了除定时器章节中所使用的寄存器外，还添加了
捕获/比较模式寄存器TIMx_CCMRx
捕获/比较使能寄存器TIMx_CCERx
捕获/比较寄存器TIMx_CCRx
2.1 捕获/比较模式寄存器TIMx_CCMR2
因为这里使用的是TIM2_CH2 作为输出，所以介绍TIM2_CCMR2，其它的类似设置,详细内容请见STM8S 微控制器参考手册。

通道可用于输入（捕捉模式）或输出（比较模式），通道的方向由对应的CC2S定义。

该寄存器其它为的作用在输入和输出模式不同。

OCxx 描述了通道在输出模式下的功能，ICxx
描述了通道在输入模式下的功能。

因此必须注意，同一位在输出和输入模式下功能是不同的。

这里我们主要说明输出模式，也就是PWM 模式。

输出模式为：
OC2M：输出比较2 通道模式
000：冻结
001：匹配时设置通道2 为有效电平
010：匹配时设置通道2 为无效电平
011：翻转。

100：强制为无效电平
101：强制为有效电平
110：PWM 模式1。

向上计数时，一旦TIMx_CNT < TIMx_CCR1 时通道2 为有效电平，否则无效
向下计数时，一旦TIMx_CNT <=TIMx_CCR1 时通道2 有无效电平，否则有效111：PWM 模式2.
向上计数时，一旦TIMx_CNT < TIMx_CCR1 时通道2 为无效电平，否则有效
向下计数时，一旦TIMx_CNT <=TIMx_CCR1 时通道2 有有效电平，否则无效OC2PE：输出比较2 预装载使能，PWM 模式下一定要使能
0：禁止预装载使能，可随时写入TIMx_CCR2 寄存器，并且新写入的数据立即生效1：开启预装载使能，读写操作仅对预装载寄存器操作。

CC2S：捕获/比较2 选择。

这里定义了通道的方向，及输入脚的选择
00：CC2 通道配配置为输出
01：CC2 通道被配置为输入，IC2 映射在TI2FP2 上
10：CC2 通道被配置为输入，IC2 映射在TI1FP2 上
11：保留
配置为输人模式时
IC2F：输入捕获2 滤波器。

设置了采用频率以及数字滤波长度，详细请见数据手册IC2PSC：输入捕获2 预分频器。

定义了输入捕获的分频系数
CC2S：和输出模式一样，不再详细介绍。

2.2 捕获/比较使能寄存器TIMx_CCERx
这里只以TIM2 为例，如下：
CC2P：输入/输出通道2 输出极性
CC2 通道配置为输出时：
0：OC2 高电平有效
1：OC2 低电平有效
CC2 通道配置为输入时：
0：捕获发生在上升沿
1：捕获发生在下降沿
CC2E：输入/输出使能
CC2 通道配置为输出时：
0：关闭
1：开启
CC2 通道配置输入时：
0：禁止
1：使能
CC1P：与CC2P 对应
CC1E：与CC2E 对应
2.3 捕获比较寄存器
在输出模式下，该寄存器的值与CNT 的值比较，根据比较结果产生相应动作。

利用这点，我们通过修改这个寄存器的值，就可以控制PWM 的输出脉宽了。

#include "iostm8s207rb.h"
void CLK_Init(void);
void TIM2_PWM2_Init(void);
void delay_ms(int value);
main()
{
unsigned char i;
CLK_Init(); // 初始化时钟
TIM2_PWM2_Init(); // 初始化定时器的PWM功能
while(1) // 进入无限循环
{
// 下面的循环将占空比逐渐从0递增到50%
for(i=0;i<100;i++)
{
TIM2_CCR2H = 0;
TIM2_CCR2L = i;
delay_ms(10);
}
// 下面的循环将占空比逐渐从50%递减到0
for(i=100;i>0;i--)
{
TIM2_CCR2H = 0;
TIM2_CCR2L = i;
delay_ms(10);
}
}
}
// 函数功能：初始化定时器2的通道2，用于控制LED的亮度
void TIM2_PWM2_Init()
{
TIM2_CCMR2 = TIM2_CCMR2 | 0x70;// Output mode PWM2.
// 通道2被设置成比较输出方式
// OC2M = 111,为PWM模式2，
// 向上计数时，若计数器小于比较值，为无效电平
// 即当计数器在0到比较值时，输出为1，否则为0
TIM2_CCER1 = TIM2_CCER1 | 0x10;// CC polarity low,enable PWM output
// CC2P = 0，高电平为有效电平
// CC2E = 1，开启输出引脚
//初始化自动装载寄存器，决定PWM方波的频率，Fpwm=4000000/200=20KHZ TIM2_ARRH = 0;
TIM2_ARRL = 0xC8; //200
//初始化比较寄存器，决定PWM方波的占空比
TIM2_CCR2H = 0;
TIM2_CCR2L = 0;
// 初始化时钟分频器为4，即计数器的时钟频率为Fmaster=16MHZ,CK_CNT = 4M TIM2_PSCR = 2;
// 启动计数
TIM2_CR1 = TIM2_CR1 | 0x01;
}
void CLK_Init()
{
CLK_CKDIVR = 0x00; //16M主频
}
/*
********************************************
简单延时程序
******************************************** */
void delay_ms(int value)
{
int i,j;
if(value < 1)
value = 1;
for(i=0;i!=value;++i)
for(j=0;j!=5000;++j);
}。