STM32,CubeMX输出pwm波，实现呼吸灯。

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#stm32 #单片机

于 2022-02-16 08:48:17 首次发布

本文详细介绍如何使用STM32F103C6TX的定时器输出PWM波，实现双向呼吸灯效果。涉及参数配置（PSC, ARR, CCR），工作原理，以及通过Cubemx和Keil5编程实现。适合STM32初学者和硬件开发者。

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stm32 定时器输出PWM波呼吸灯

使用工具：stm32f103c6tx, stlink, cubemx, keil5

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stm32 定时器输出PWM波呼吸灯

PWM简介

PWM一般指脉冲宽度调制，PWM波指脉冲宽度可调的方波。

在这里插入图片描述

描述pwm波特征的主要参数：

占空比 Duty ：方波高电平时间与周期的比值 (即图中的）
$d_{yn}Ts \over T_s }$
周期 T : 方波的周期。
频率 f ：方波周期的倒数，1s内能完成几个周期。

STM32定时器输出pwm的主要参数

利用stm32定时器可以输出pwm波。下面简要介绍要用到的几个参数。

预分频系数 PSC ：对计数时钟进行预分频，可以调配出任意的计数周期。
自动重载值 ARR ：
- 计数模式为UP时：当计数值CNT中达到ARR后，自动归零，重新开始新一周期的计数。
- 计数模式为DOWN时：计数值CNT由ARR开始递减，一直减到零。
捕获比较值 CCR：
- 模式1:当计数值CNT小于CCR时，引脚输出高电平；当计数值CNT大于CCR时，引脚输出低电平。
- 模式2: 当计数值CNT小于CCR时，引脚输出低电平；当计数值CNT大于CCR时，引脚输出高电平。

输出PWM波的大概工作原理（感性理解）

计数时钟TIM_CLK经过PSC预分频，计数时钟每经过一周期，计数值CNT就增加一。假设当前处于模式1，CNT小于CCR,，引脚输出高电平，构成方波的高电平时间；CNT大于CCR时，引脚输出低电平，构成方波的低电平时间。

通过修改PSC与ARR，可以修改PWM波的周期T和频率f;修改CCR，可以调整pwm波的占空比。
$\over TIM_{CLK}}$

$\over T}$

$\over ARR}$

应用：实现双向呼吸灯

配置pwm参数

控制小灯快速亮灭,通过增大占空比，逐渐增加小灯点亮的时间，实现视觉上的小灯逐渐变亮。达到亮度峰值后，再逐渐减少占空比，制造出小灯逐渐变暗的效果。

1.定时器配置

内部时钟->选择一个通道设为PWM Generation CHx (由于通道四恰好对应开发板上的小灯，我选择了通道4)->配置PSC，ARR。

pulse/ ARR 即为占空比，此处可以不修改。

在这里插入图片描述

想要达到欺骗人眼的效果，小灯闪烁的频率必须足够高，我们设置pwm频率为2000hz。

此时计数时钟TIM_CLK为72Mhz.

在这里插入图片描述

当设置PSC 为(72-1) ARR为(500-1)时：
$\over 72 \ast 500 } = 2000hz$
故取PSC=71， ARR = 499.

代码部分

  /* USER CODE BEGIN 2 */
	HAL_TIM_PWM_Start(&htim3,TIM_CHANNEL_4);  // 使能PWM输出
  /* USER CODE END 2 */

while循环中的部分：

 for(uint16_t i=1;i<500;i++)    // 通过循环逐渐改变CCR,进而改变占空比。
 {
	htim3.Instance->CCR4 = i; 
	HAL_Delay(1);
 }
for(uint16_t i=499;i>=1;i--)
{
	htim3.Instance->CCR4 = i;   // 通过htim3.Instance->CCRx直接修改CCR的值  与cubemx中pulse指的相同。
	HAL_Delay(1);
}
HAL_Delay(10);