STM32高级控制定时器（STM32F103）：PWM输出模式

概述

1 PWM模式介绍

2 PWM类型

2.1 PWM边缘对齐模式

2.2 PWM中心对齐模式

3 使用STM32Cube配置PWM

3.1 STM32Cube配置参数

3.2 生成Project

4 设置PWM占空比

4.1 函数介绍

4.3 函数源码

5 测试代码

5.1 编写测试代码

5.2 函数源码

6 运行代码

概述

本文主要介绍STM32高级控制定时器中的PWM波形功能，包括和PWM相关的寄存器配置，PWM的类型。还介绍如何使用STM32Cube配置PWM相关的参数，然后通过具体的实验来验证PWM功能。

1 PWM模式介绍

脉冲宽度调制模式允许生成频率由TIMx_ ARR寄存器的值和由TIMx_CCRx寄存器。

PWM模式可以在每个通道上独立选择（每个OCx一个PWM输出），方法是在TIMx_CCMRx寄存器。必须通过设置来启用相应的预加载寄存器TIMx_CCMRx寄存器中的OCxPE位，以及最终的自动重新加载预加载寄存器（在上计数或中心对准模式）。

因为只有当发生更新事件时，预加载寄存器才会转移到影子寄存器发生时，在启动计数器之前，用户必须通过设置UG来初始化所有寄存器位。

OCx极性可使用TIMx_CCER寄存器中的CCxP位进行软件编程。它可以编程为有效高电平或有效低电平。OCx输出通过以下组合启用CCxE、CCxNE、MOE、OSSI和OSSR位（TIMx_CCER和TIMx_BDTR寄存器）。有关更多详细信息，请参阅TIMx_CCER寄存器说明。

在PWM模式（1或2）中，TIMx_CNT和TIMx_CCRx总是进行比较，以确TIMx_CCRxTIMx_CNT或TIMx_CNT TIMx_CCRx（取决于方向计数器的）。

定时器能够在边缘对齐模式或中心对齐模式下生成PWM取决于TIMx_ CR1寄存器中的CMS位。

2 PWM类型

2.1 PWM边缘对齐模式

1）递增配置

当TIMx_CR1寄存器中的DIR位为低电平时，上计数激活。提到递增计数模式。在以下示例中，我们考虑PWM模式1。参考PWM信号只要TIMx_CNT<TIMx_CCRx，OCxREF就高，否则它变低。如果TIMx_CCRx中的比较值大于自动重新加载值（TIMx_ARR中）则OCxREF被保持在“1”。如果比较值为0，则OCxRef保持在“0”。下图显示了一个示例中的一些边缘对齐PWM波形，其中
TIMx_ARR=8。

Edge-aligned PWM waveforms (ARR=8)

2）倒计数配置

当TIMx_CR1寄存器中的DIR位为高时，递减计数激活。提到递减计数模式在PWM模式1中，只要
TIMx_CNT>TIMx_CCRx，否则它变高。如果TIMx_CCRx中的比较值为大于TIMx_ARR中的自动重新加载值，则OCxREF保持在“1”。0%PWM在此模式下不可能。

2.2 PWM中心对齐模式

当TIMx_CR1寄存器中的CMS位与“00”（所有剩余配置对OCxRef/OCx信号具有相同影响）。
计数器向上计数时、向下计数时或两者都设置比较标志根据CMS位配置向上和向下计数。中的方向位（DIR）TIMx_CR1寄存器由硬件更新，不得由软件更改。提到居中对齐模式（向上/向下计数）。

下图显示了一个示例中的一些中心对齐PWM波形，其中：

 TIMx_ ARR＝8
 PWM模式是PWM模式1
 当计数器与中心对齐相对应倒计时时，设置该标志为TIMx_CR1寄存器中的CMS=01选择模式1

中间对齐PWM 波形(ARR=8)

3 使用STM32Cube配置PWM

STM32Cube版本信息： STM32CubeMX 6.11

STM32 HAL版本信息： STM32Cube_FW_F1_V1.8.5

3.1 STM32Cube配置参数

1）使用STM32Cube配置参数，选择内部Clock，配置为输出类型PWM

2) 配置主时钟参数

分频系数配置为71

系统主频时钟为：72M Hz，分频系数配置为71，则TIME的主频为1M Hz

计数周期为9999

计数周期为9999，则计数周期为10ms

3）PWM通道参数，需要配置Pulse，默认配置为0，如果不改变该参数，PWM的输出占空比为0

3.2 生成Project

配置完成工程后，就可以生成工程。tim.c是自动生成和Timer相关的函数库

4 设置PWM占空比

4.1 函数介绍

参数介绍：

Pluse: 占空比

Channel: PWM输出通道

4.3 函数源码

在tim.c文件中编写如下代码：

void HAL_TIM_SetPWM_Pulse( uint32_t Pulse, uint32_t Channel)
{
  TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};
  
  sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
  sConfigOC.Pulse = Pulse;
  sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
  sConfigOC.OCNPolarity = TIM_OCNPOLARITY_HIGH;
  sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
  sConfigOC.OCIdleState = TIM_OCIDLESTATE_RESET;
  sConfigOC.OCNIdleState = TIM_OCNIDLESTATE_RESET;
  if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim8, &sConfigOC, Channel) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

5 测试代码

5.1 编写测试代码

创建Product文件夹，其和项目相关，创建pwm_ctrl.c文件，编写如下代码

代码第22行：启动定时器

代码第23行：启动对应通道CH1的PWM

代码第24行：启动对应通道CH2的PWM

代码第26行：设置CH1占空间比为0

代码第27行：设置CH1占空间比为2500/10000

5.2 函数源码

在pwm_ctrl.c文件，编写如下代码：

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : pwm_ctrl.c
  * @brief          : pwm control library
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * Copyright (c) tangmingfei2013@126.com  2024~2029.
  * All rights reserved.
  *
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
 #include "pwm_ctrl.h"
 #include "tim.h"
 
 void pwm_ctrl_Init( void )
 {
    HAL_TIM_Base_Start( &htim8 );
    HAL_TIM_PWM_Start( &htim8, TIM_CHANNEL_1);
    HAL_TIM_PWM_Start( &htim8, TIM_CHANNEL_2);
     
    HAL_TIM_SetPWM_Pulse( 0, TIM_CHANNEL_1);
    HAL_TIM_SetPWM_Pulse( 2500, TIM_CHANNEL_2);
 }



/* End of this file */