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一、PWM驱动LED呼吸灯（灯接在PA0）
1、PWM波和GPIO的对应关系参考引脚定义表
（1）TIM2的引脚复用在了PA0引脚上，故要是要TIM2的OC1也就是CH1通道，输出PWM，那它只能在PA0的引脚上输出，而不能任意选择引脚输出
（2）同样，若选择 TIM2的是CH2通道，那只能在PA1端口输出，以此类推
（3）但还是有一次重映射的机会，可以在其他引脚上输出
2、计数器的计算
PWM的频率=计数器的更新频率
若要产生一个频率为1kHz,占空比为50%，分辨率为1%的PWM波形
带入公式：72M/(PSC+1)/(ARR+1)=1000
CCR/(ARR+1) = 50%
1/(ARR+1)=1%
则计算出：ARR+1=100,CCR=50,PSC+1=720
则等以1kHZ的频率闪烁，但是我们看不出来
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1; //ARR
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720 - 1; //PSC
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
3、TIM输出PWM波使用步骤
第一步：RCC开启时钟，打开TIM外设和GPIO外设的时钟
第二步：配置时基单元，包括时基单元和时基单元前的时钟源选择
第三步：配置输出比较单元，里面包括CCR的值、输出比较模式、极性选择、输出使能（结构体配置）
第四步：配置GPIO口，初始化为复用推挽输出的配置
第五步：运行控制，启动计数器，就能输出PWM波
4、代码
（1）输出化比较单元
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;//定义结构体
TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);//初始化所有结构题
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;//设置输出比较的模式
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;//设置比较的极性
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;//设置输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //设置CCR的值0-ffff
TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);//用结构体初始化 （2） PWM.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
void PWM_Init(void)
{
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
// RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
// GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2, ENABLE);
// GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
//对于普通的开漏推挽输出，引脚的控制权是来自于输出数据寄存器，
//若想要定时器控制引脚，需要使用复用开漏/推挽输出的模式
//此时，输出数据寄存器将被断开，输出控制权将转移到片上外设
//本实验中片上外设引脚连接的就是TIM2的CH1通道，所以只有把GPIO设置程复用推挽输出
//引脚的控制权才能交给片上外设，PWM波形才能通过引脚输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //GPIO_Pin_15;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
//时基单元初始化
TIM_InternalClockConfig(TIM2);
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1; //ARR
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720 - 1; //PSC
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);
//初始化输出比较单元
//PA0口对应1通道
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
//不想把所有成员都列出来赋一个初始值，就用TIM_OCStructInit初始化值，防止出现奇怪的错误
TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;//PWM模式1和PWM模式2
//输出比较极性：
//TIM_OCPolarity_High高级性，就是极性不翻转，REF波形直接输出，或者说有效电平是高电平
//TIM_OCPolarity_Low低极性，就是REF波形电平取反，有效电平为低电平
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //设置CCR的值0-ffff
TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);//用结构体初始化
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);//启动定时器
}
void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare)
{
TIM_SetCompare1(TIM2, Compare);//设置占空比
}（3）main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "PWM.h"
uint8_t i;
int main(void)
{
OLED_Init();
PWM_Init();
while (1)
{
for (i = 0; i <= 100; i++)
{
PWM_SetCompare1(i);//更改占空比的函数
Delay_ms(10);
}
for (i = 0; i <= 100; i++)
{
PWM_SetCompare1(100 - i);
Delay_ms(10);
}
}
}
5、重映射更换成PA15亮灯
想要把PA0改成PA15,就可以选重映射方式1或者完全重映射
在"GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;"前面添加
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); （1）
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2,ENABLE); (2)
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE) (3)
PA15是调试端口，所以要解除调试端口 GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE)
- 若想要让PA15、PB3、PB4这三个引脚当作普通GPIO来使用，则加第一、三句，打开AFIO时钟，让AFIO时钟将JTAG复用解除掉
- 如果想要重映射定时器或者其他外设的复用引脚，加第一句和第二句，就要先打开AFIO时钟，再用AFIO重映射外设复用的引脚，
- 若重映射的引脚正好是调试端口，则三句全加上
改变引脚：
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;改为
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;此时PA0的灯不亮，而PA15的灯亮了
二、PWM驱动舵机（舵机接在PA1、按键在PB1）
1、电路图
2、参数计算
- 舵机要求的频率：20ms，故为50Hz
- 占空比:舵机要求高电平时间是0.5ms~2.5ms
- 计算出来的PSC和ARR不固定
- 测试PSC+1=72，ARR+1=20k时比较方便，此时，CCR=500，则0.5ms，CCR=2500，则2.5ms
- CCR=500,0度，CRR=2500，180度
3、代码
（1） PWM.c修改的地方
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 20000 - 1; //ARR
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1; //PSC
void PWM_SetCompare2(uint16_t Compare)//从通道1改为使用通道2
{
TIM_SetCompare2(TIM2, Compare);
}（2）PWM.c完整代码
#include "stm32f10x.h" // Device header
void PWM_Init(void)
{
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
TIM_InternalClockConfig(TIM2);
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 20000 - 1; //ARR
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1; //PSC
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //CCR
TIM_OC2Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}
void PWM_SetCompare2(uint16_t Compare)//使用通道2
{
TIM_SetCompare2(TIM2, Compare);
}（3）Servo.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "PWM.h"
void Servo_Init(void)
{
PWM_Init();
}
void Servo_SetAngle(float Angle)
{
PWM_SetCompare2(Angle / 180 * 2000 + 500);
}
（4）main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Servo.h"
#include "Key.h"
uint8_t KeyNum;
float Angle;
int main(void)
{
OLED_Init();
Servo_Init();
Key_Init();
OLED_ShowString(1, 1, "Angle:");
while (1)
{
KeyNum = Key_GetNum();
if (KeyNum == 1)
{
Angle += 30;
if (Angle > 180)
{
Angle = 0;
}
}
Servo_SetAngle(Angle);
OLED_ShowNum(1, 7, Angle, 3);
}
}三、PWM驱动直流电机
1、原理图
- 红色的是TB6612电机驱动模块
- 连接电机的两根线不分正反，对调知识反过来转动，AIN1和AIN2是方向控制，任意连接两个GPIO就行（此处接PA4、PA5）,PWMA是速度控制，需要接PWM的输出脚（PA2,PA2对应的是TIM2的通道3，到时候初始化通道三即可）
2、代码
（1）PWM.c中改的地方
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;//（0改为2）
TIM_OC3Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);//（1改为3）
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 1000 - 1; //ARR
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1; //PSC
//改频率，将1kHZ改为20kHz
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1; //ARR
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 36 - 1; //PSC
void PWM_SetCompare3(uint16_t Compare)//（1改为3）
{
TIM_SetCompare3(TIM2, Compare);
}
（2）Motor.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "PWM.h"
void Motor_Init(void)
{
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
PWM_Init();
}
void Motor_SetSpeed(int8_t Speed)
{
if (Speed >= 0)//正转
{
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);
GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);
PWM_SetCompare3(Speed);
}
else
{
GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);//反转
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);
PWM_SetCompare3(-Speed);
}
}
（3）main.c
#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(void)
{
OLED_Init();
Motor_Init();
Key_Init();
OLED_ShowString(1, 1, "Speed:");
while (1)
{
KeyNum = Key_GetNum();
if (KeyNum == 1)
{
Speed += 20;
if (Speed > 100)
{
Speed = -100;
}
}
Motor_SetSpeed(Speed);
OLED_ShowSignedNum(1, 7, Speed, 3);
}
}
四、基础知识
void TIM_CtrlPWMOutputs(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState)
仅高级定时器使用，在使用高级定时器输出PWM时，需要调用这个函数，使能主输出，否则PWM将不能正常输出