小熊派gd32f303学习之旅（7）—使用PWM实现LED呼吸灯
一、前言
通过查看gd32f30x的参考手册，可以知道gd32f303的通用定时器和高级定时器可以硬件生成PWM波，然后我们查看gd32f303xx的数据手册，可以看到，小熊派上连接LED的引脚PB0在定时器2的通道2上，这样我们就可以使用其PWM功能产生呼吸灯的效果。
二、初始化定时器
首先，编写定时器2的初始化函数，将其通道2设置为PWM模式0
/* 通用定时器2初始化PWM函数
* 参数： psr:时钟预分频系数，预分频值=psr+1
arr:自动重装载值，计数次数=arr+1
* 返回值：无 */
void timer2_pwm_init(uint32_t psr, uint32_t arr, uint32_t duty)
{
/* 定义一个定时器初始化结构体 */
timer_parameter_struct timer_init_struct;
/* 定义一个定时器输出比较参数结构体*/
timer_oc_parameter_struct timer_oc_init_struct;
/* 开启定时器时钟 */
rcu_periph_clock_enable(RCU_TIMER2);
/* 开启GPIOB时钟 */
rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOB);
/* 开启复用功能时钟 */
rcu_periph_clock_enable(RCU_AF);
/* 初始化PB0(TIMER2 CH2)为复用功能 */
gpio_init(GPIOB,GPIO_MODE_AF_PP,GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_0);
/* 初始化定时器 */
timer_deinit(TIMER2);
timer_init_struct.prescaler = psr; /* 预分频系数 */
timer_init_struct.period = arr; /* 自动重装载值 */
timer_init_struct.alignedmode = TIMER_COUNTER_EDGE; /* 计数器对齐模式，边沿对齐 */
timer_init_struct.counterdirection = TIMER_COUNTER_UP; /* 计数器计数方向，向上 */
timer_init_struct.clockdivision = TIMER_CKDIV_DIV1; /* DTS时间分频值 */
timer_init_struct.repetitioncounter = 0; /* 重复计数器的值（定时器2无效）*/
timer_init(TIMER2, &timer_init_struct);
/* PWM初始化 */
timer_oc_init_struct.outputstate = TIMER_CCX_ENABLE; /* 通道使能 */
timer_oc_init_struct.outputnstate = TIMER_CCXN_DISABLE; /* 通道互补输出使能（定时器2无效） */
timer_oc_init_struct.ocpolarity = TIMER_OC_POLARITY_HIGH; /* 通道极性 */
timer_oc_init_struct.ocnpolarity = TIMER_OCN_POLARITY_HIGH;/* 互补通道极性（定时器2无效）*/
timer_oc_init_struct.ocidlestate = TIMER_OC_IDLE_STATE_LOW;/* 通道空闲状态输出（定时器2无效）*/
timer_oc_init_struct.ocnidlestate = TIMER_OCN_IDLE_STATE_LOW;/*互补通道空闲状态输出（定时器2无效） */
timer_channel_output_config(TIMER2, TIMER_CH_2, &timer_oc_init_struct);
/* 通道2占空比设置 */
timer_channel_output_pulse_value_config(TIMER2, TIMER_CH_2, duty);
/* PWM模式0 */
timer_channel_output_mode_config(TIMER2,TIMER_CH_2,TIMER_OC_MODE_PWM0);
/* 不使用输出比较影子寄存器 */
timer_channel_output_shadow_config(TIMER2,TIMER_CH_2,TIMER_OC_SHADOW_DISABLE);
/* 自动重装载影子比较器使能 */
timer_auto_reload_shadow_enable(TIMER2);
/* 使能Timer2 */
timer_enable(TIMER2);
}
三、编写mian函数
接下来编写main函数，使其实现呼吸灯的功能。如下所示，将PWM波的周期设置为1ms，可改变的占空比步长为1us，每隔3ms改变一次LED亮度，使其呈现0-500-0的循环，另外，在LED熄灭时等待300ms，可以得到更好的呼吸灯效果。
int main(void)
{
uint8_t dir = 0;
uint32_t pwmval = 300;
/* 配置系统时钟 */
systick_config();
/* 初始化LED */
// led_init();
/* 初始化USART0 */
uart0_init(115200);
/* 初始化定时器5 */
timer2_pwm_init(120-1, 1000-1, 300);
/* 通过串口打印 Hello world! */
u1_printf("Hello world! ");
u1_printf("I am William. \r\n");
TIMER_CH2CV(TIMER2) = pwmval;
while(1)
{
if(dir) pwmval++; // dir==1 pwmval递增
else pwmval--; // dir==0 pwmval递减
if( pwmval>500 ) dir=0; // pwmval到达500后，方向为递减
if( pwmval==0 ) dir=1; // pwmval递减到0后，方向改为递增
TIMER_CH2CV(TIMER2) = pwmval; // 修改比较值，修改占空比
if( pwmval==0 ) delay_1ms(300);
delay_1ms(3);
}
}
四、功能验证
编译链接烧录到小熊派开发板，然后观察LED的情况，可以看到呼吸灯的效果
五、代码优化
现在，我们使用的是在while循环中完成的呼吸灯效果，但是这样，就很难让CPU去做其他的事了，所以，结合之前的定时器中断，将PWM波形的改变放到定时器中断中去。
首先，初始化定时器5为3ms产生中断
/* 初始化定时器5,3ms */
timer5_init(1200-1, 300-1);
然后修改定时器5 的中断服务函数如下
/* TIMER5 中断服务函数
* 参数：无
* 返回值：无 */
void TIMER5_IRQHandler(void)
{
static uint8_t led_flag = 1, dir = 0;;
static uint32_t pwmval = 300;
if(timer_interrupt_flag_get(TIMER5, TIMER_INT_FLAG_UP))
{
/* 清除TIMER5 中断标志位 */
timer_interrupt_flag_clear(TIMER5, TIMER_INT_FLAG_UP);
if(led_flag == 1)
{
if(dir) pwmval++; /* dir==1 pwmval递增 */
else pwmval--; /* dir==0 pwmval递减 */
if( pwmval>500 ) dir=0; /* pwmval到达500后，方向为递减 */
if( pwmval==0 ) dir=1; /* pwmval递减到0后，方向改为递增 */
TIMER_CH2CV(TIMER2) = pwmval; /* 修改比较值，修改占空比 */
if( pwmval==0 )
{
led_flag = 0;
timer_counter_value_config(TIMER5, 30000-1); /* 设置为300ms */
}
}
else
{
led_flag = 1;
timer_counter_value_config(TIMER5, 300-1); /* 设置为3ms */
}
}
}
编译链接烧录到小熊派开发板，然后观察LED的情况，可以得到一样的效果
六、附录
完整代码我存放在码云，可以查看：https://gitee.com/william_william/BearPi-GD32F303RGT6.git
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