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【STM32】TIM定时器输出比较,ios6新功能

cpugpu芯片开发光刻机 硬件技术 1
文件名:【STM32】TIM定时器输出比较,ios6新功能 【STM32】TIM定时器输出比较 1 输出比较 1.1 输出比较简介 OC(Output Compare)输出比较;IC(Input Capture)输入捕获;CC(Capture/Compare)输入捕获和输出比较的单元输出比较可以通过比较CNTCCR寄存器值(CCR捕获/比较寄存器)的关系,来对输出电平进行置1、置0或翻转的操作,用于输出一定频率和占空比的PWM波形每个高级定时器和通用定时器都拥有4个输出比较通道高级定时器的前3个通道额外拥有死区生成和互补输出的功能

主要是用来输出PWM波形的,PWM波形又是驱动电机的必要条件。

这个CCR是共用的,当使用输入捕获时,它就是捕获寄存器;当使用输出比较时,它就是比较寄存器。在输出比较这里,这块电路会比较CNT和CCR的值,CNT计数自增,CCR是我们给定的一个值,当CNT大于CCR、小于CCR、等于CCR时,输出就会置1,置0,置1,置0,这样就可以输出一个电平不断跳变的PWM波形了。

1.2 PWM简介

PWM(Pulse Width Modulation)脉冲宽度调制

在具有惯性的系统中,可以通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要的模拟参量,常应用于电机控速等领域

PWM参数:

     频率 = 1 / TS            占空比 = TON / TS           分辨率 = 占空比变化步距

1.3 输出比较通道

通用定时器的输出比较部分电路

对应的是

 最后通过TIMx_CH1输出到GPIO引脚上。

左边是CNT计数器和CCR1第一路的捕获/比较寄存器;它俩比较,当CNT > CCR1 或者 CNT = CCR1时,就会给输出模式控制器传一个信号,然后输出模式控制器就会改变它输出OC1REF(reference参考信号)的高低电平;接下来可以把OC1REF映射到主模式的TRGO输出上去;不过REF的主要去向还是走下面。

这是一个极性选择,给这个寄存器写0,信号就会往上走,就是信号电平不反转;写1的话,信号就会往下走,信号会通过一个非门取反,输出的信号就会发生反转。最后就是OC1引脚,这个引脚是CH1通道的引脚,在引脚定义中就可以具体知道是哪个GPIO了。

输出模式控制器的工作:输出比较模式,通过寄存器来配置。

模式

描述

冻结

CNT=CCR时(无效),REF保持为原状态

匹配时置有效电平

CNT=CCR时,REF置有效电平(高电平),一次性的

匹配时置无效电平

CNT=CCR时,REF置无效电平(低电平),一次性的

匹配时电平翻转

CNT=CCR时,REF电平翻转

强制为无效电平

CNTCCR无效,REF强制为无效电平。在暂停期间保持高电平

强制为有效电平

CNTCCR无效,REF强制为有效电平。在暂停期间保持低电平

PWM模式1

向上计数:CNT<CCR时,REF置有效电平,CNTCCR时,REF置无效电平

向下计数:CNT>CCR时,REF置无效电平,CNTCCR时,REF置有效电平

PWM模式2

向上计数:CNT<CCR时,REF置无效电平,CNTCCR时,REF置有效电平

向下计数:CNT>CCR时,REF置有效电平,CNTCCR时,REF置无效电平

(1)冻结模式:输出暂停;

(2)匹配时置有效电平、匹配时置无效电平、匹配时电平翻转:有效/无效电平一般是高级定时器的说法;简单理解有效电平是高电平,无效电平是低电平。

(3)PWM模式

PWM模式2是PWM模式1的取反。

1.4 PWM基本结构

 左上角是时基单元和控制部分,输出PWM暂时不需要中断。下面就是输出比较单元了,总共有4路。输出比较单元的最开始,是CCR捕获/比较寄存器,CCR是我们自己设定的,CNT不断自增运行,同时它俩还在不断比较,后面是输出模式控制器(PWM模式1)。

蓝色线是CNT的值,黄色线是ARR的值,CNT(蓝色线)从0开始自增,一直增到ARR的值,之后清零继续自增。在这个过程中再设置一条红线(CCR的值),之后再执行【CNT<CCR时,REF置有效电平;CNT≥CCR时,REF置无效电平】,下面绿色部分是输出。

CNT<CCR时,REF置有效电平;CNT≥CCR时,REF置无效电平。并且它的占空比是受CCR值调控的;如果CCR设置高一些,输出占空比就大一些。

1.5 参数计算

PWM频率:  Freq = CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1)

对应着计数器的一个溢出更新周期,PWM的频率等于计数器的更新频率。

PWM占空比:  Duty = CCR / (ARR + 1)

PWM分辨率:  Reso = 1 / (ARR + 1)

输出一个频率为1KHz,占空比可以任意调控,切分辨率为1%的PWM波形

Reso = 1 / (ARR + 1) = 1% =====》ARR = 99

Duty = CCR / (ARR + 1) = CCR / 100  =====》 CCR = [0, 100]

Freq = CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1) = 1000 =====》 CK_PSC / (PSC + 1) = 100000

1.6 舵机简介

舵机是一种根据输入PWM信号占空比来控制输出角度的装置

输入PWM信号要求:周期为20ms,高电平宽度为0.5ms~2.5ms

大概的执行逻辑:PWM信号输入到控制板,给控制板一个指定的目标角度,然后电位器会检测输出轴的当前角度;如果大于目标角度,电机就会反转;否则正转。最终使输出轴固定在指定角度。

1.6.1 舵机硬件电路

1.7 直流电机

直流电机是一种将电能转换为机械能的装置,有两个电极,当电极正接时,电机正转,当电极反接时,电机反转

直流电机属于大功率器件,GPIO口无法直接驱动,需要配合电机驱动电路来操作

TB6612是一款双路H桥型的直流电机驱动芯片,可以驱动两个直流电机并且控制其转速和方向

1.7.1 硬件电路

看图和引脚说明,很清晰。

STBY引脚是待机控制引脚。如果接GND,芯片就不工作,处于待机状态;如果接逻辑电源VCC,芯片就正常工作。

看手册

强置输出模式:CNT和CCR无效,REF强制为高和低的那两种模式

输出比较模式:CNT=CCR时,REF冻结、置高、置低、反转那四种模式

PWM 模式:CNT > CCR或者CNT < CCR时,REF置高或者置低的那两种模式。

2 TIM输出比较之PWM驱动LED呼吸灯 2.1 接线图

注意这里:高电平点亮,低电平熄灭。即占空比越大,LED越亮;占空比越小,LED越暗。

2.2 封装模块

按这个流程图进行初始化

先看输出比较相关的函数

// 这4个函数是用来配置输出比较的void TIM_OC1Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);void TIM_OC2Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);void TIM_OC3Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);void TIM_OC4Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);// 用来给输出比较结构体赋值一个默认值的void TIM_OCStructInit(TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);// 仅高级定时器使用,在使用高级定时器输出PWM时,需要用这个函数使能主输出;否则PWM将不能正常输出void TIM_CtrlPWMOutputs(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);// 用来配置强制输出模式的。强制输出高电平和输出设置100%占空比一样void TIM_ForcedOC1Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ForcedAction);void TIM_ForcedOC2Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ForcedAction);void TIM_ForcedOC3Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ForcedAction);void TIM_ForcedOC4Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ForcedAction);// 配置CCR寄存器的预装功能,就是影子寄存器;写入的值不会立即生效,在更新事件才会生效void TIM_OC1PreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPreload);void TIM_OC2PreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPreload);void TIM_OC3PreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPreload);void TIM_OC4PreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPreload);// 配置快速使能的void TIM_OC1FastConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCFast);void TIM_OC2FastConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCFast);void TIM_OC3FastConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCFast);void TIM_OC4FastConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCFast);// 外部事件时清除ref信号void TIM_ClearOC1Ref(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCClear);void TIM_ClearOC2Ref(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCClear);void TIM_ClearOC3Ref(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCClear);void TIM_ClearOC4Ref(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCClear);// 单独设置输出比较极性的void TIM_OC1PolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPolarity);void TIM_OC1NPolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCNPolarity);void TIM_OC2PolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPolarity);void TIM_OC2NPolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCNPolarity);void TIM_OC3PolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPolarity);void TIM_OC3NPolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCNPolarity);void TIM_OC4PolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPolarity);// 单独修改输出使能参数的void TIM_CCxCmd(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_Channel, uint16_t TIM_CCx);void TIM_CCxNCmd(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_Channel, uint16_t TIM_CCxN);// 选择输出比较模式void TIM_SelectOCxM(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_Channel, uint16_t TIM_OCMode);// 单独更改RCC寄存器的值void TIM_SetCompare1(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare1);void TIM_SetCompare2(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare2);void TIM_SetCompare3(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare3);void TIM_SetCompare4(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare4);

要掌握的

// 这4个函数是用来配置输出比较的void TIM_OC1Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);void TIM_OC2Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);void TIM_OC3Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);void TIM_OC4Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);// 单独更改RCC寄存器的值void TIM_SetCompare1(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare1);void TIM_SetCompare2(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare2);void TIM_SetCompare3(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare3);void TIM_SetCompare4(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare4);

看这个图

有TIM2_CH1_ETR在PA0这一行,说明TIM2的ETR引脚和通道1的引脚都是借用了PA0引脚,换句话,TIM2的引脚复用到了PA0引脚上,所以如果要使用TIM2的OC1也就是CH1t通道,输出PWM那它就只能在PA0的引脚输出,不能任意接。同样,TIM2的CH2对应PA1。。。。。。

还可以修改

计算:频率1kHz,占空比50% ,分辨率为1%。

PWM分辨率:    Reso = 1 / (ARR + 1) = 1%                                         ==> ARR= 100 - 1

PWM占空比:    Duty = CCR / (ARR + 1) = 50%                                   ==> CCR = 50

PWM频率:    Freq = CK_PSC(72M) / (PSC + 1) / (ARR + 1) = 1K      ==> PSC = 720 - 1

// 2配置时基单元(预分频器、自动重装器、计数模式等)// ...TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1;// ARR自动重装器的值 两个合起来计数0.1秒TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720 - 1;// PSC预分频器的值,720分频,得到100k计数TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);// 3配置输出比较单元(CCR的值、输出比较模式、极性选择、输出使能)TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure); // 先初始化,后面再按需修改// ...TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; // CCR的值w为50,先设置为0,后面变化// 这个函数的选择按照GPIO口需求来,PA0口对应的是第一个输出比较通道TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);

PWM.c

#include "stm32f10x.h" // Device header// PWM初始化函数void PWM_Init(void){// 1RCC开启时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);TIM_InternalClockConfig(TIM2);// 2配置时基单元(预分频器、自动重装器、计数模式等)TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;// 时钟分频,影响不大TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;// 计数模式,向上计数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;// 重复计数器的值// 关键参数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1;// ARR自动重装器的值 两个合起来计数0.1秒TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720 - 1;// PSC预分频器的值,720分频,得到100k计数TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);// 3配置输出比较单元(CCR的值、输出比较模式、极性选择、输出使能)TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure); // 先初始化,后面再按需修改TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; // 输出比较模式,PWM模式1TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; // 输出比较极性,高级性,极性不反转,有效电平是高电平TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; // 输出状态输出使能TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; // CCR的值w为50,先设置为0,后面变化// 这个函数的选择按照GPIO口需求来,PA0口对应的是第一个输出比较通道TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);// 频率1kHz,占空比50% ,分辨率为1%。 CCR = 50 ,/**PWM分辨率:Reso = 1 / (ARR + 1) = 1% ==> ARR= 100 - 1PWM占空比:Duty = CCR / (ARR + 1) = 50% ==> CCR = 50PWM频率:Freq = CK_PSC(72M) / (PSC + 1) / (ARR + 1) = 1K ==> PSC = 720 - 1*/// 4配置GPIO(初始化为复用推挽输出,参考引脚定义表)RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;// 复用推挽输出。定时器控制引脚,输出控制权转移给片上外设GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);// 5运行控制,启动计数器TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);}// 更改通道1的CCR值void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare){TIM_SetCompare1(TIM2, Compare);} 2.3 主函数 #include "stm32f10x.h" // Device header#include "Delay.h"#include "OLED.h"#include "PWM.h"uint8_t i;int main(){OLED_Init();// 初始化OLEDPWM_Init();// PWM初始化OLED_ShowString(1, 1, "Hello");while (1){// 点亮for (i = 0; i <= 100; i++){PWM_SetCompare1(i);Delay_ms(10);}// 熄灭for (i = 0; i <= 100; i++) {PWM_SetCompare1(100 - i);Delay_ms(10);}}}

现象:接在PA0号口的灯如呼吸一般亮灭

复用到PA15

PWM.c

#include "stm32f10x.h" // Device header// PWM初始化函数void PWM_Init(void){// 1RCC开启时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);TIM_InternalClockConfig(TIM2);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); // 重映射使用AFIOGPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2, ENABLE); // 部分重映射PA15GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE); // 解除调试端口// 2配置时基单元(预分频器、自动重装器、计数模式等)TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;// 时钟分频,影响不大TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;// 计数模式,向上计数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;// 重复计数器的值// 关键参数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1;// ARR自动重装器的值 两个合起来计数0.1秒TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720 - 1;// PSC预分频器的值,720分频,得到100k计数TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);// 3配置输出比较单元(CCR的值、输出比较模式、极性选择、输出使能)TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure); // 先初始化,后面再按需修改TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; // 输出比较模式,PWM模式1TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; // 输出比较极性,高级性,极性不反转,有效电平是高电平TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; // 输出状态输出使能TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; // CCR的值w为50,先设置为0,后面变化// 这个函数的选择按照GPIO口需求来,PA0口对应的是第一个输出比较通道TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);// 频率1kHz,占空比50% ,分辨率为1%。 CCR = 50 ,/**PWM分辨率:Reso = 1 / (ARR + 1) = 1% ==> ARR= 100 - 1PWM占空比:Duty = CCR / (ARR + 1) = 50% ==> CCR = 50PWM频率:Freq = CK_PSC(72M) / (PSC + 1) / (ARR + 1) = 1K ==> PSC = 720 - 1*/// 4配置GPIO(初始化为复用推挽输出,参考引脚定义表)RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;// 复用推挽输出。定时器控制引脚,输出控制权转移给片上外设//GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);// 5运行控制,启动计数器TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);}// 更改通道1的CCR值void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare){TIM_SetCompare1(TIM2, Compare);} 3 TIM输出比较之PWM驱动舵机 3.1 接线图

注意颜色

3.2 模块封装

输入PWM信号要求:周期为20ms,高电平宽度为0.5ms~2.5ms

// 输入PWM信号要求:周期为20ms(50Hz),高电平宽度为0.5ms~2.5ms,占空比[2.5%, 12.5%]/**PWM分辨率:Reso = 1 / (ARR + 1)PWM占空比:Duty = CCR / (ARR + 1)PWM频率:Freq = CK_PSC(72M) / (PSC + 1) / (ARR + 1)PSC = 72 - 1ARR = 20000 - 1CCR的范围是[500, 2500]*/

现在使用的是PA1的通道2

PWM.c

#include "stm32f10x.h" // Device header// PWM初始化函数void PWM_Init(void){// 1RCC开启时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);TIM_InternalClockConfig(TIM2);// 2配置时基单元(预分频器、自动重装器、计数模式等)TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;// 时钟分频,影响不大TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;// 计数模式,向上计数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;// 重复计数器的值// 关键参数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 20000 - 1;// ARR自动重装器的值 两个合起来计数0.1秒TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1;// PSC预分频器的值,72分频,得到100k计数TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);// 3配置输出比较单元(CCR的值、输出比较模式、极性选择、输出使能)TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure); // 先初始化,后面再按需修改TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; // 输出比较模式,PWM模式1TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; // 输出比较极性,高级性,极性不反转,有效电平是高电平TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; // 输出状态输出使能TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; // CCR的值w为50,先设置为0,后面变化// 这个函数的选择按照GPIO口需求来,PA1口对应的是第二个输出比较通道TIM_OC2Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);// 输入PWM信号要求:周期为20ms(50Hz),高电平宽度为0.5ms~2.5ms,占空比[2.5%, 12.5%]/**PWM分辨率:Reso = 1 / (ARR + 1)PWM占空比:Duty = CCR / (ARR + 1)PWM频率:Freq = CK_PSC(72M) / (PSC + 1) / (ARR + 1)PSC = 72 - 1ARR = 20000 - 1CCR的范围是[500, 2500]*/// 4配置GPIO(初始化为复用推挽输出,参考引脚定义表)RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;// 复用推挽输出。定时器控制引脚,输出控制权转移给片上外设GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);// 5运行控制,启动计数器TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);}// 更改通道2的CCR值void PWM_SetCompare2(uint16_t Compare){TIM_SetCompare2(TIM2, Compare);}

Servo.c

#include "stm32f10x.h" // Device header#include "PWM.h"// 舵机模块void Servo_Init(void){PWM_Init(); // 初始化PWM模块}// 设置舵机角度。即改CCR的值void Servo_SetAngle(float angle){// 0° 500// 180 2500PWM_SetCompare2(angle / 180 * 2000 + 500);} 3.3 主函数 #include "stm32f10x.h" // Device header#include "Delay.h"#include "Key.h"#include "OLED.h"#include "Servo.h"uint8_t keyNum;float angle;int main(){OLED_Init(); // 初始化OLED_ShowString(1, 1, "angle:"); // 显示字符串Servo_Init();KEY_Init();while (1){keyNum = KEY_GetNum();// 读按键if (keyNum == 1){angle += 30;if (angle > 180){angle = 0;}}Servo_SetAngle(angle);// 设置舵机角度(设置CCR的值)OLED_ShowNum(1, 7, angle, 3);}}

现象:按按键,舵机从0°开始,每次转动30°,当大于180°时,回到0°

输入PWM信号要求:周期为20ms,高电平宽度为0.5ms~2.5ms

通过修改CCR的值,改变占空比,进而输出不同占空比的PWM波形。

4 TIM输出比较之PWM驱动直流电机 4.1 接线图

4.2 模块封装

电机接到了通道3上

PWM.c

#include "stm32f10x.h" // Device header// PWM初始化函数void PWM_Init(void){// 1RCC开启时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);TIM_InternalClockConfig(TIM2);// 2配置时基单元(预分频器、自动重装器、计数模式等)TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;// 时钟分频,影响不大TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;// 计数模式,向上计数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;// 重复计数器的值// 关键参数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1;// ARR自动重装器的值 两个合起来计数0.1秒TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 36 - 1;// PSC预分频器的值,36分频TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);// 3配置输出比较单元(CCR的值、输出比较模式、极性选择、输出使能)TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure); // 先初始化,后面再按需修改TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; // 输出比较模式,PWM模式1TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; // 输出比较极性,高级性,极性不反转,有效电平是高电平TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; // 输出状态输出使能TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; // CCR的值w为50,先设置为0,后面变化// 这个函数的选择按照GPIO口需求来,PA2口对应的是第一个输出比较通道TIM_OC3Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);// 频率1kHz,占空比50% ,分辨率为1%。 CCR = 50 ,/**PWM分辨率:Reso = 1 / (ARR + 1) = 1% ==> ARR= 100 - 1PWM占空比:Duty = CCR / (ARR + 1) = 50% ==> CCR = 50PWM频率:Freq = CK_PSC(72M) / (PSC + 1) / (ARR + 1) = 1K ==> PSC = 720 - 1*/// 4配置GPIO(初始化为复用推挽输出,参考引脚定义表)RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;// 复用推挽输出。定时器控制引脚,输出控制权转移给片上外设GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);// 5运行控制,启动计数器TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);}// 更改通道1的CCR值void PWM_SetCompare3(uint16_t Compare){TIM_SetCompare3(TIM2, Compare);}

Motor.c

#include "stm32f10x.h" // Device header#include "PWM.h"// 电机初始化void Motor_Init(void){// 还有两个角需要初始化(控制电机方向)RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);// 配置端口GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;// 推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);// 初始化PWMPWM_Init();}// 设置速度函数void Motor_Speed(int8_t speed){// 正转if (speed >= 0){// 设置方向GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);// 速度,RCC的值,即调节占空比PWM_SetCompare3(speed);}else{// 设置方向GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);// 速度,RCC的值,即调节占空比PWM_SetCompare3(-speed);}} 4.3 主函数 #include "stm32f10x.h" // Device header#include "Delay.h"#include "OLED.h"#include "Motor.h"#include "Key.h"uint8_t keyNum;int8_t speed;int main(){OLED_Init();// 初始化OLEDOLED_ShowString(1, 1, "Speed:");Motor_Init();KEY_Init();while (1){keyNum = KEY_GetNum();if (keyNum == 1){speed += 20;if (speed >= 100){speed = -100;}}Motor_Speed(speed);OLED_ShowSignedNum(1, 7, speed, 3);}}

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