STM32f103入门（7）pwm驱动led驱动舵机驱动直流电机

PWM驱动

  • PWM介绍
    • TIM_OC1Init 配置通道
    • TIM_OCStructInit 输出比较参数默认值
    • 输出比较模式 TIM_OCInitstructure
    • 输出比较极性 TIM_OCInitstructure
    • 设置输出使能
    • 以下三个决定了PWM的频率 占空比
    • 初始化通道 TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitstructure);
    • GPIO复用 PWM通道
  • 驱动LED
    • 复用推挽输出
  • 驱动舵机
  • 驱动直流电机

PWM介绍

每个定时器有四个通道,每一个通道都有一个捕获比较寄存器,
将寄存器值和计数器值比较,通过比较结果输出高低电平,实现PWM信号在这里插入图片描述

如图为向上计数:
     定时器重装载值为ARR,比较值CCRx
     t时刻对计数器值和比较值进行比较
     如果计数器值小于CCRx值,输出低电平
     如果计数器值大于CCRx值,输出高电平
 
PWM的一个周期
    定时器从0开始向上计数
    当0-t1段,定时器计数器TIMx_CNT值小于CCRx值,输出低电平
    t1-t2段,定时器计数器TIMx_CNT值大于CCRx值,输出高电平
    当TIMx_CNT值达到ARR时,定时器溢出,重新向上计数...循环此过程
    至此一个PWM周期完成
 
影响因素
    ARR : 决定PWM周期(在时钟频率一定的情况下,当前为默认内部时钟CK_INT)
    CCRx : 决定PWM占空比(高低电平所占整个周期比例)

TIM_OC1Init 配置通道

配置比较函数 一个函数配置一个单元
参数1 定时器 参数2 输出比较参数 ******

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);

TIM_OCStructInit 输出比较参数默认值

输出比较参数默认值

void TIM_OCStructInit(TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);

用来配置强制输出模式 = 100%占空比

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);

用来配置CCR寄存器预装功能

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);

用来单独修改CCR寄存器值的函数（更改占空比）****

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);

再补充说明一下这个函数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

void TIM_CtrlPWMOutputs(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);

输出比较模式 TIM_OCInitstructure

TIM_OCInitstructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
1 冻结模式
2 相等时置有效电平
3 相等时置无效电平
4 相等时电平反转
5 6 pwm1 pwm2
在这里插入图片描述

输出比较极性 TIM_OCInitstructure

TIM_OCInitstructure.TIM_OCPolarity = ;

在这里插入图片描述
1高极性 极性不反转 REF波形直接输出 REF有效时 输出高电平
2 REF有效时 输出低电平

设置输出使能

TIM_OCInitstructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable;

以下三个决定了PWM的频率 占空比

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 10000 - 1; //ARR in时基
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 7200 - 1; //PSC in 时基
TIM_OCInitstructure.TIM_Pulse = ; //CCR 0000~FFFF
在这里插入图片描述

初始化通道 TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitstructure);

GPIO复用 PWM通道

在这里插入图片描述

驱动LED

复用推挽输出

在这里插入图片描述在这里插入图片描述
我们可以看到 pa0的控制权 由输出数据寄存器 跳转到了片上外设
所以 PA0的输出模式改为复用输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

分辨率1% 频率1k 占空比 50% 由公式可得
ARR = 100 - 1
CCR = 50
PSC = 720 - 1
后期可以调 CCR 来控制占空比
0 - 100 分别代表占空比 0 - 100 %

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

void PWM_Init(void)
{
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //打开时钟
	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;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出 控制权来自于定时器
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;		//GPIO_Pin_15;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	TIM_InternalClockConfig(TIM2);  //选择内部时钟
	
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; //初始化时基单元
	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);
	
	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;//配置输出比较单元
	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 = 50;		//CCR
	TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);
	
	TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);//启动定时器
}

void pwm_setcompare1(uint16_t Compare)  //实时修改CRR 用来控制PWM占空比
{
	TIM_SetCompare1(TIM2, Compare);
}

驱动舵机

驱动舵机不免驱动一个，多数情况下会驱动多个
那么一个定时器应该如何驱动多个舵机呢
我们可以开通多个通道
在这里插入图片描述在这里插入图片描述

占空比要求一般 0.5ms - 2.5 ms

ARR+1 = 20k
PSC + 1 = 72
CRR = 500 -2500

这里通道设置为2 GPIOA pin2
初始化代码基本不变
main如下

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "sevo.h"

uint16_t i;
float angle=0;
int main(void)
{
	OLED_Init();//Apin 14 15
	sevo_init();//TIM2 ͨµÀ2 PA1
	
	while (1)
	{
		if(angle>180) angle=0;
		sevoangle(angle);
		OLED_ShowNum(1,1,angle,3);//
		angle+=30;
		Delay_ms(1000);
		
	}
}

sevo.c如下

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

#include "pwm.h"

void sevo_init(void){
	PWM_Init();
}
void sevoangle(float angle){
	angle=angle/180 * 2000 + 500;
	TIM_SetCompare2(TIM2, angle);
}

实现了1s钟 舵机旋转30度

舵机接口   
1. 5V电压 
2. PWM通道2  这里接PA1 TIM2 通道 2
3. GND

驱动直流电机

在这里插入图片描述

频率越快 蜂鸣器杂音越小 20kHZ psc=32 预分频器= 32
72M / 32 = 20KHZ
CCR = -100 ~ +100 反转 和 正转

由于设备不齐全 只能理论以下了

VM 5v
VCC 3.3v
GND
AO1 正极
AO2 负极
PWMA 接A2 使用的TIM2 通道3
AIN2 GPIO A5
AIN1 GPIO A4
正传 A4=1 A5=0
反转 相反
STBY 3.3v


CCR用来控制速度
 0-100
 但我们输入参数的时候是-100 ~ +100  这是因为我们要区分正传还是反转
 如果为负数 我们就A4=0 A5=1 反之 相反
 如果为负值 我们需要取绝对值 否则CCR会错误

留个作业

旋转编码器来控制舵机 留在这

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