用定時(shí)器生成PWM波的原理和方法

用定時(shí)器生成PWM波

PWM全稱是Pulse Width Modulation，通過(guò)控制高頻信號(hào)的占空比，眼睛當(dāng)成低通濾波器，可以控制亮暗。再循環(huán)更改pwm的閾值，就弄出了呼吸的效果。

這里采用一個(gè)比較簡(jiǎn)單的方法生成PWM波：設(shè)置定時(shí)器中斷然后根據(jù)閾值判斷置高和置低。

void TIM3_IRQHandler(void)  {TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);        if(counter==255)                        counter = 0;        else counter+=1;        if(mode == 0){            if(counter < pwm)                              GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1);             else                 GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1);    }        if(mode == 1)        {            if(counter < pwm)                              GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2);             else GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2);}        if(mode ==2){            if(counter < pwm)                              GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_0);             else                 GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_0);         }}

程序流程

• 開(kāi)啟外設(shè)時(shí)鐘（GPIO和TIM）

void RCC_Configuration(void)                {     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);                                                            RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4|RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); }

• 配置GPIO

• 配置時(shí)鐘, 使能中斷（計(jì)數(shù)閾值，預(yù)分頻，時(shí)鐘分頻，計(jì)數(shù)模式）

void tim3()                           //配置TIM3為基本定時(shí)器模式 ，約10us觸發(fā)一次，觸發(fā)頻率約100kHz{TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStructure;//定義格式為T(mén)IM_TimeBaseInitTypeDef的結(jié)構(gòu)體的名字為T(mén)IM_TimeBaseStructureTIM_TimeBaseStructure. TIM_Period =9;         //配置計(jì)數(shù)閾值為9，超過(guò)時(shí)，自動(dòng)清零，并觸發(fā)中斷TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=71;//時(shí)鐘預(yù)分頻值，除以多少TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;  // 時(shí)鐘分頻倍數(shù)TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//計(jì)數(shù)方式為向上計(jì)數(shù)TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);      //  初始化tim3TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update); //清除TIM3溢出中斷標(biāo)志TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE); //  使能TIM3的溢出更新中斷TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);                     //           使能TIM3}

• 配置中斷優(yōu)先級(jí)

void nvic()                                 //配置中斷優(yōu)先級(jí){    NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;////命名一優(yōu)先級(jí)變量 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);    //     將優(yōu)先級(jí)分組方式配置為group1,有2個(gè)搶占（打斷）優(yōu)先級(jí)，8個(gè)響應(yīng)優(yōu)先級(jí) NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn; //該中斷為T(mén)IM4溢出更新中斷 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;//打斷優(yōu)先級(jí)為1，在該組中為較低的，0優(yōu)先級(jí)最高 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; // 響應(yīng)優(yōu)先級(jí)0，打斷優(yōu)先級(jí)一樣時(shí)，0最高 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;        //  設(shè)置使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//初始化 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1); //要用同一個(gè)Group NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; //TIM3 溢出更新中斷 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;//    打斷優(yōu)先級(jí)為1，與上一個(gè)相同，不希望中斷相互打斷對(duì)方 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;     //  響應(yīng)優(yōu)先級(jí)1，低于上一個(gè)，當(dāng)兩個(gè)中斷同時(shí)來(lái)時(shí)，上一個(gè)先執(zhí)行 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);}

• 寫(xiě)中斷服務(wù)函數(shù)

代碼實(shí)現(xiàn)

為了方便按鍵檢測(cè)，除了TIM3配置PWM波之外，TIM4用來(lái)檢測(cè)是否有輸入。由于使用開(kāi)漏輸出，這里使用5V電源。

#include "stm32f10x.h"#include "math.h"#include"stdio.h"
u8  counter=0; int  pwm=100;int flag=0;int mode =0;int velocity =0;int turning=1;
void RCC_Configuration(void);    //時(shí)鐘初始化，開(kāi)啟外設(shè)時(shí)鐘void GPIO_Configuration(void);   //IO口初始化，配置其功能void tim3(void);                 //定時(shí)器tim4初始化配置void tim4(void);                 //定時(shí)器tim4初始化配置void nvic(void);                 //中斷優(yōu)先級(jí)等配置void exti(void);                 //外部中斷配置void delay_nus(u32);           //72M時(shí)鐘下，約延時(shí)usvoid delay_nms(u32);            //72M時(shí)鐘下，約延時(shí)msvoid breathing(int velocity){        switch(velocity){                case 0:                    if(flag)                            pwm +=1;                            if(pwm>240) flag=0;                    if(flag == 0){                            pwm -=1;                            if(pwm<10) flag=1;                    }break;                case 1:                    if(flag)                            pwm +=2;                            if(pwm>240) flag=0;                    if(flag == 0){                            pwm -=2;                            if(pwm<10) flag=1;                    }break;                case 2:                    if(flag)                            pwm +=3;                            if(pwm>240) flag=0;                    if(flag == 0){                            pwm -=3;                            if(pwm<10) flag=1;                    }                    break;        }}

void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line){    printf("Wrong parameters value: file %s on line %d
", file, line);    while(1);}
void TIM4_IRQHandler(void)   //TIM4的溢出更新中斷響應(yīng)函數(shù) ，讀取按鍵輸入值，根據(jù)輸入控制pwm波占空比{        u8 key_in1=0x01,key_in2=0x01;TIM_ClearITPendingBit(TIM4,TIM_IT_Update);//清空TIM4溢出中斷響應(yīng)函數(shù)標(biāo)志位        key_in1= GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC,GPIO_Pin_12);  // 讀PC12的狀態(tài)key_in2=GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC,GPIO_Pin_13);//讀PC13的狀態(tài)if(key_in1&&key_in2)turning=1;breathing(velocity);        if(key_in1==0 && turning){                turning =0;        velocity = (velocity + 1) % 3;}//調(diào)速度    if(key_in2==0 && turning){                turning =0;        mode = (mode + 1) % 3;    }//調(diào)顏色}   

void TIM3_IRQHandler(void)      //    //TIM3的溢出更新中斷響應(yīng)函數(shù)，產(chǎn)生pwm波{TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);////清空TIM3溢出中斷響應(yīng)函數(shù)標(biāo)志位        if(counter==255)            //counter 從0到255累加循環(huán)計(jì)數(shù)，每進(jìn)一次中斷，counter加一            counter = 0;        else counter+=1;        if(mode == 0){            if(counter < pwm)              //當(dāng)counter值小于pwm值時(shí)，將IO口設(shè)為高；當(dāng)counter值大于等于pwm時(shí)，將IO口置低                GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1); //將PC14 PC15置為高電平            else                         GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1);     // 將PC14 PC15置為低電平}        if(mode == 1)        {            if(counter < pwm)              //當(dāng)counter值小于pwm值時(shí)，將IO口設(shè)為高；當(dāng)counter值大于等于pwm時(shí)，將IO口置低                GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2); //將PC14 PC15置為高電平            else GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2);//將PC14PC15置為低電平}        if(mode ==2){            if(counter < pwm)              //當(dāng)counter值小于pwm值時(shí)，將IO口設(shè)為高；當(dāng)counter值大于等于pwm時(shí)，將IO口置低                GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_0); //將PC14 PC15置為高電平            else                 GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_0); // 將PC14 PC15置為低電平        }}   

int main(void){    RCC_Configuration();                                                                      GPIO_Configuration();                             tim4();    tim3();nvic();    while(1)    { }}   
void delay_nus(u32 n)       //72M時(shí)鐘下，約延時(shí)us{  u8 i;  while(n--)  {    i=7;    while(i--);  }}

void delay_nms(u32 n)     //72M時(shí)鐘下，約延時(shí)ms{    while(n--)      delay_nus(1000);}

void RCC_Configuration(void)                 //使用任何一個(gè)外設(shè)時(shí)，務(wù)必開(kāi)啟其相應(yīng)的時(shí)鐘{    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);    //使能APB2控制外設(shè)的時(shí)鐘，包括GPIOC, 功能復(fù)用時(shí)鐘AFIO等，                                                                                  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4|RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //使能APB1控制外設(shè)的時(shí)鐘，定時(shí)器tim3、4，其他外設(shè)詳見(jiàn)手冊(cè)             }

void GPIO_Configuration(void)            //使用某io口輸入輸出時(shí)，請(qǐng)務(wù)必對(duì)其初始化配置{    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;   //定義格式為GPIO_InitTypeDef的結(jié)構(gòu)體的名字為GPIO_InitStructure  //typedefstruct{u16GPIO_Pin;GPIOSpeed_TypeDefGPIO_Speed;GPIOMode_TypeDefGPIO_Mode;}GPIO_InitTypeDef;    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;    //配置IO口的工作模式為上拉輸入（該io口內(nèi)部外接電阻到電源）    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //配置IO口最高的輸出速率為50M    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_13;  //配置被選中的管腳，|表示同時(shí)被選中GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);//初始化GPIOC的相應(yīng)IO口為上述配置，用于按鍵檢測(cè)    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;       //配置IO口工作模式為 推挽輸出（有較強(qiáng)的輸出能力）    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;      //配置IO口最高的輸出速率為50M    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2;  //配置被選的管腳，|表示同時(shí)被選中    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);        //初始化GPIOA的相應(yīng)IO口為上述配置    GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE); //失能STM32 JTAG燒寫(xiě)功能，只能用SWD模式燒寫(xiě)，解放出PA15和PB中部分IO口}

void tim4()                           //配置TIM4為基本定時(shí)器模式,約10ms觸發(fā)一次，觸發(fā)頻率約100Hz{TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStructure;//定義格式為T(mén)IM_TimeBaseInitTypeDef的結(jié)構(gòu)體的名字為T(mén)IM_TimeBaseStructure    TIM_TimeBaseStructure. TIM_Period =9999;          // 配置計(jì)數(shù)閾值為9999，超過(guò)時(shí)，自動(dòng)清零，并觸發(fā)中斷TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=71;//時(shí)鐘預(yù)分頻值，除以多少    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; // 時(shí)鐘分頻倍數(shù)TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//計(jì)數(shù)方式為向上計(jì)數(shù)    TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure);      //  初始化tim4    TIM_ClearITPendingBit(TIM4,TIM_IT_Update); //清除TIM4溢出中斷標(biāo)志    TIM_ITConfig(TIM4,TIM_IT_Update,ENABLE);   //  使能TIM4的溢出更新中斷    TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);                //        使能TIM4}

void tim3()                           //配置TIM3為基本定時(shí)器模式 ，約10us觸發(fā)一次，觸發(fā)頻率約100kHz{TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStructure;//定義格式為T(mén)IM_TimeBaseInitTypeDef的結(jié)構(gòu)體的名字為T(mén)IM_TimeBaseStructure    TIM_TimeBaseStructure. TIM_Period =9;         //配置計(jì)數(shù)閾值為9，超過(guò)時(shí)，自動(dòng)清零，并觸發(fā)中斷TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=71;//時(shí)鐘預(yù)分頻值，除以多少    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;  // 時(shí)鐘分頻倍數(shù)TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//計(jì)數(shù)方式為向上計(jì)數(shù)    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);      //  初始化tim3    TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update); //清除TIM3溢出中斷標(biāo)志    TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE); //  使能TIM3的溢出更新中斷    TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);                     //           使能TIM3}

void nvic()                                 //配置中斷優(yōu)先級(jí){    NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;////命名一優(yōu)先級(jí)變量     NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);    //     將優(yōu)先級(jí)分組方式配置為group1,有2個(gè)搶占（打斷）優(yōu)先級(jí)，8個(gè)響應(yīng)優(yōu)先級(jí)     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn; //該中斷為T(mén)IM4溢出更新中斷     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;//打斷優(yōu)先級(jí)為1，在該組中為較低的，0優(yōu)先級(jí)最高     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; // 響應(yīng)優(yōu)先級(jí)0，打斷優(yōu)先級(jí)一樣時(shí)，0最高     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;        //  設(shè)置使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//初始化     NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1); //要用同一個(gè)Group     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; //TIM3 溢出更新中斷     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;//    打斷優(yōu)先級(jí)為1，與上一個(gè)相同，不希望中斷相互打斷對(duì)方     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;     //  響應(yīng)優(yōu)先級(jí)1，低于上一個(gè)，當(dāng)兩個(gè)中斷同時(shí)來(lái)時(shí)，上一個(gè)先執(zhí)行     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);}