9.PWM输出实验

PWM脉宽调制
原理：
控制PWM的三个寄存器
步骤
pwm.h
pwm.c
main.c

PWM脉宽调制

原理：

我们假定定时器工作在向上计数 PWM模式，且当 CNT=CCRx 时输出 1。那么就可以得到如上的 PWM示意图：当 CNT 值小于 CCRx 的时候，IO 输出低电平(0)，当 CNT 值大于等于 CCRx 的时候，IO 输出高电平(1)，当 CNT 达到 ARR 值的时候，重新归零，然后重新向上计数，依次循环。改变 CCRx 的值，就可以改变 PWM 输出的占空比，改变 ARR 的值，就可以改变 PWM 输出的频率，这就是 PWM 输出的原理。

除了TIM6,TIM7其他定时器都是以产生PWM，
这次试用TIM14的CHI产生一路PWM4输出。

控制PWM的三个寄存器

捕获/比较模式寄存器 TIMXx_CCMR1/2
捕获/比较使能寄存器 TIMx_CEER
捕获/比较寄存器 TIMx_CCR1~4
通用定时器配置这三个够了，若高级寄存器器，要设置：刹车和死区寄存器

步骤

（1）开启 TIM14 和和 GPIO 时钟，配置 PF9 选择复用功能 AF9 （TIM14）输出。

库函数使能 TIM14 时钟的方法是：

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM14,ENABLE); //TIM14 时钟使能
这里我们还要使能 GPIOF 的时钟

配置 PF9 引脚映射至 AF9，复用为定时器 14，调用的函数为：

GPIO_PinAFConfig(GPIOF,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_TIM14); //GPIOF9 复用为定时器 14

所以在配置GPIO结构体时候
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; //复用功能

（2）初始化 TIM14, 设置 TIM14 的的 ARR 和和 PSC 等参数。

我们要设置 ARR 和 PSC 两个寄存器的值来控制输出 PWM的周期。当 PWM 周期太慢（低于 50Hz）的时候，我们就会明显感觉到闪烁了。因此，PWM周期在这里不宜设置的太小。这在库函数是通过 TIM_TimeBaseInit 函数实现的

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置自动重装载值

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置预分频值``

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
//设置时钟分割:TDTS = Tck_tim``

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
//向上计数模式``

TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);
//根据指定的参数初始化 TIMx 的
**

（3）设置 TIM14_CH1 的 PWM 模式，能使能 TIM14 的的 CH1 输出。

我们要设置 TIM14_CH1 为 PWM 模式（默认是冻结的），因为我们的 DS0 是低电平亮，而我们希望当 CCR1 的值小的时候，DS0 就暗，CCR1 值大的时候，DS0 就亮，所以我们要通过配置 TIM14_CCMR1 的相关位来控制 TIM14_CH1 的模式。在库函数中，PWM 通道设置是通过函数 TIM_OC1Init()~TIM_OC4Init()来设置的，不同的通道的设置函数不一样，这里我们使用的是通道 1，所以使用的函数是 TIM_OC1Init()。
void TIM_OC1Init(TIM_TypeDef* TIMx,TIM_OCInitTypeDef*TIM_OCInitStruct)

结构体 TIM_OCInitTypeDef的定义：

typedef struct
{
uint16_t TIM_OCMode;
uint16_t TIM_OutputState;
uint16_t TIM_OutputNState; */
uint16_t TIM_Pulse;
uint16_t TIM_OCPolarity;
uint16_t TIM_OCNPolarity;
uint16_t TIM_OCIdleState;
uint16_t TIM_OCNIdleState;
} TIM_OCInitTypeDef;

参数 TIM_OCMode 设置模式是 PWM 还是输出比较，这里我们是 PWM 模式。
参数 TIM_OutputState 用来设置比较输出使能，也就是使能 PWM 输出到端口。
参数 TIM_OCPolarity 用来设置极性是高还是低。

TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //选择模式 PWM
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
//比较输出使能
TIM_OCInitStructure.TI``M_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; //输出极性低
TIM_OC1I``nit(TIM14, &T``IM_OCIn``itStructure);
//根据T指定的参数初始化``外设TIM1 4OC1
**

（4）使能 TIM14 。

TIM_Cmd(TIM14, ENABLE); //使能 TIM14

（5）修改 TIM14_CCR1 来控制占空比。

PWM 其实已经开始输出了，只是其占空比和频率都是固定的，而我们通过修改 TIM14_CCR1 则可以控制 CH1 的输出占空比。继而控制 DS0 的亮度。
修改 TIM14_CCR1 占空比的函数是：
void TIM_SetCompare1(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare2);
扩展：
但是高级定时器要想输出 PWM，必须还要设置一
个 MOE 位(TIMx_BDTR 的第 15 位)，以使能主输出，否则不会输出 PWM。库函数设置的函数
为：
void TIM_CtrlPWMOutputs(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState)

pwm.h

#ifndef __PWM_H_
#define __PWM_H_
#include "stm32f4xx.h" // 将ST公司标准固件库头文件包含进来
void TIM14_PWM_Init(u32 arr,u32 psc);

pwm.c

#include "pwm.h" // 将接口驱动程序头文件包含进来
//TIM14 PWM 部分初始化
//PWM 输出初始化
//arr：自动重装值 psc：时钟预分频数
void TIM14_PWM_Init(u32 arr,u32 psc)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM14,ENABLE); //TIM14 时钟使能
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE); //使能 PORTF 时钟
GPIO_PinAFConfig(GPIOF,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_TIM14); //GF9 复用为 TIM14
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //GPIOF9
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; //复用功能
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; //速度 50MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉
GPIO_Init(GPIOF,&GPIO_InitStructure); //初始化 PF9
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=psc; //定时器分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=arr; //自动重装载值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInit(TIM14,&TIM_TimeBaseStructure);//初始化定时器 14
//初始化 TIM14 Channel1 PWM 模式
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //PWM 调制模式 1
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; //输出极性低
TIM_OC1Init(TIM14, &TIM_OCInitStructure); //初始化外设 TIM1 4OC1
TIM_OC1PreloadConfig(TIM14, TIM_OCPreload_Enable); //使能预装载寄存器
TIM_ARRPreloadConfig(TIM14,ENABLE);//ARPE 使能
TIM_Cmd(TIM14, ENABLE); //使能 TIM14
}

main.c

#include "led.h" // 将接口驱动头文件包含进来
#include "pwm.h"
#include "usart.h"
#include "delay.h"
int main(void)
{
    u16 led0pwmval=0;
    u8 dir=1;
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组 2
    delay_init(168); //初始化延时函数
    uart_init(115200);//初始化串口波特率为 115200
    TIM14_PWM_Init(500-1,84-1); //定时器时钟为 84M，分频系数为 84，所以计数频率
    //为 84M/84=1Mhz,重装载值 500，所以 PWM 频率为 1M/500=2Khz.
    while(1)
    {
        delay_ms(10);
        if(dir)led0pwmval++;//dir==1 led0pwmval 递增
        else led0pwmval--; //dir==0 led0pwmval 递减
        if(led0pwmval>300)dir=0;//led0pwmval 到达 300 后，方向为递减 
        if(led0pwmval==0)dir=1; //led0pwmval 递减到 0 后，方向改为递增
        TIM_SetCompare1(TIM14,led0pwmval); //修改比较值，修改占空比
    }        
}