STM32 TIM_OC输出比较篇（PWM

原创已于 2024-11-12 23:07:47 修改 · 1.8k 阅读

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于 2024-11-12 00:42:02 首次发布

OC (Output Compare) 输出比较，可以通过比较CNT与CCR寄存器值的关系，来对输出电平进行置1、置0或翻转的操作，用于输出一定频率和占空比的PWM波形；每个高级定时器和通用定时器都拥有4个输出比较通道，高级定时器的前3个通道额外拥有死区生成和互补输出的功能。

捕获/比较寄存器是输入捕获喝输出比较公用的

在输出比较中，电路会比较CNT和CCR的值，CNT计数自增，CCR为给定值，两个值比较后输出PWM波形至对应TIMx_CHx口

PWM (Pulse Width Modulation)脉冲宽度调制

在具有惯性的系统中，可以通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要的模拟参量，常应用于电机控速等领域

PWM参数: 频率=1/Ts 占空比 = ToN/Ts 分辨率 =占空比变化步距

当CNT>CCR或者CNT=CCR1时，输出模式控制器会改变它输出OC1REF的高低电平，随后REF信号可前往主模式控制器，映射至TRGO的输出；也可往下走，至极性选择寄存器，可选择是否进行电平翻转；接着通过输出使能电路到达OC1引脚

输出模式控制器：

PWM频率： Freq = CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1)

PWM占空比： Duty = CCR / (ARR + 1)

PWM分辨率： Reso = 1 / (ARR + 1)

配置步骤：

1、RCC开启始终，将需要使用的TIM外设和GPIO外设时钟打开

2、配置时基单元，包括时钟源选择

3、配置输出比较单元，包括CCR值、输出比较模式、极性选择、输出使能等

4、配置GPIO，将PWM对应的GPIO口初始化为复用推挽输出模式

5、运行控制，启动计数器，即可输出PWM

相关库函数：

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);

void TIM_OCStructInit(TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);

void TIM_CtrlPWMOutputs(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);

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);

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);

void TIM_OC1FastConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCFast);
void TIM_OC2FastConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCFast);
void TIM_OC3FastConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCFast);
void TIM_OC4FastConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCFast);

void TIM_ClearOC1Ref(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCClear);
void TIM_ClearOC2Ref(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCClear);
void TIM_ClearOC3Ref(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCClear);
void TIM_ClearOC4Ref(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCClear);

void TIM_OC1PolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPolarity);
void TIM_OC1NPolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCNPolarity);
void TIM_OC2PolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPolarity);
void TIM_OC2NPolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCNPolarity);
void TIM_OC3PolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPolarity);
void TIM_OC3NPolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCNPolarity);
void TIM_OC4PolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPolarity);

void TIM_CCxCmd(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_Channel, uint16_t TIM_CCx);
void TIM_CCxNCmd(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_Channel, uint16_t TIM_CCxN);
void TIM_SelectOCxM(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_Channel, uint16_t TIM_OCMode);

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);

TIM_OC1Init：用于配置输出比较单元，参数：选择定时器，结构体

TIM_OCStructInit：用于给输出比较结构体赋一个默认值

TIM_CtrlPWMOutputs：仅限高级定时器输出PWM时使能使用，不用则PWM无法正常输出

TIM_ForcedOC1Config：用于配置强制输出模式，在运行中暂停输出波形且强制输出高或低电平时使用

TIM_OC1PreloadConfig：用于配置预装载寄存器（影子寄存器）

TIM_OC1FastConfig：用于配置快速使能

TIM_ClearOC1Ref：用于在外部事件是清除REF信号

TIM_OC1PolarityConfig：用于单独设置输出比较极性

TIM_OC1NPolarityConfig：用于单独设置输出比较极性，高级通道里互补通道的配置

TIM_OC4PolarityConfig：OC4无互补通道，故无OC4N的函数

TIM_CCxCmd：用于单独修改输出使能参数

TIM_CCxNCmd：用于单独修改输出使能参数

TIM_SelectOCxM：用于选择输出比较模式

TIM_SetCompare1：用于单独更改CCR寄存器值的函数

代码实现（呼吸灯）：

//PWM初始化代码如下
#include "stm32f10x.h"                  // Device header

void PWM_Init(void)
{
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
	
	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE);//使用正点原子精英板，需要对TIM3进行重映射
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
	
	
	TIM_InternalClockConfig(TIM3); 		//这句不写也没有影响，默认使用内部时钟
	
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
	//TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 99;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 7199;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;//重复计数器，高级定时器才可使用，置0
	TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure);
	
	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
	TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure); //用于给结构体中的所有变量赋初始值
											//避免使用高级定时器时因为部分变量未赋值而报错
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
	//TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 50;
	TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);
	TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM3在CCR2上的预装载寄存器
	TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);

}

void PWM_SetCompare2(uint16_t Compare)
{
	TIM_SetCompare2(TIM3, Compare);
}



//main.c代码如下

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "delay.h"
#include "LED.h"
#include "KEY.h"
#include "OLED.h"
#include "PWM.h"


int main(void)
{
	//LED_Init();
	KEY_Init();
	delay_init();
	OLED_Init();
	PWM_Init();
	
	int i;
	
	while(1)
	{
		for(i=0; i<100; i++)
		{
			PWM_SetCompare2(i);
			delay_ms(10);
		}
		for(i=0; i<100; i++)
		{
			PWM_SetCompare2(100-i);
			delay_ms(10);
		}
	}
}

其中TIM3使用了复用功能重映像，根据操作手册如下，需选择部分重映射