STM32CubeMX——定时器产生PWM基础（HAL库）

原创 已于 2024-07-09 17:09:10 修改 · 1.8k 阅读 · 25 ·
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#stm32 #嵌入式硬件 #单片机

于 2024-07-06 16:09:39 首次发布

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一、STM32CubeMX 配置

1、选择定时器通道：

此处选择 TIM2 的 Channel1 通道，时钟源设置为内部时钟，设置 Channel1 为 PWM 产生：

在这里插入图片描述
解析：

在这里插入图片描述

使能 TIM2 全局中断：

在这里插入图片描述

2、设置 TIM2 channel1 的预分频器、自动重装等值：

在这里插入图片描述

一、向上计数模式（Up-Counting）：

  • 在向上计数模式下，PWM 计数器从 0 开始递增计数，直到达到预设的自动重装值（ARR）
  • 当计数器达到 ARR 值，它将产生一个计数器溢出中断事件，计数器计数值置 0，重新开始计数
  • P
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STM32微控制器是一系列功能强大的微控制器，广泛应用于嵌入式系统和电子设备中。其中一个常见的应用是生成PWM信号，用于控制各种设备，如电机、LED灯、声音发生器等。了解如何配置和使用PWM输出对于嵌入式系统开发非常重要。CubeMX是STMicroelectronics提供的一种工具，用于帮助开发人员轻松配置STM32微控制器并生成初始化代码。通过CubeMX，您可以在不深入复杂的寄存器级编程的情况下，设置PWM输出的参数，节省了大量的时间和精力。
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本文详细介绍了STM32定时器的PWM（脉冲宽度调制）功能及其配置方法。首先概述了PWM的基本概念，包括频率、占空比和幅值等关键参数，并分析了通用定时器和高级定时器的结构与差异。通过呼吸灯实例，逐步讲解了使用STM32CubeMX配置PWM输出的步骤，包括时钟源设置、预分频、重装载值、比较值等参数的调整。最后给出了HAL库的代码实现，通过动态修改PWM占空比实现LED亮度渐变效果。文章为STM32开发中的PWM应用提供了实用指南，适合嵌入式开发者参考。
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文章目录前言一、使用工具二、前置知识1.LED2.PWM二、STM32Cubemx配置1.新建工程2.选择时钟源，配置时钟树3.选择调试接口及时基4.配置PWM5.生成工程三、Keil代码1.开启PWM2.改变PWM占空比3.观察效果四、工程下载地址 前言 PWM在日常生活中应用十分广泛，台灯的分级亮度，电机驱动等都需要用到PWM，本教程将使用PWM实现呼吸灯。 一、使用工具 STM32F407VE核心板 STM32Cubemx 版本 6.0.1 Keil 版本 5.31 ST-Link 二、前置知识
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通常使用的是PWM模式，可以通过PWM功能可以生成频率和占空比可调的方波信号，有时候需要生成初始相位可调的方波，PWM功能就就不能满足要求了。但可以通过主从定时器来实现。定时器可以设置主从关系，简单来说就是可以用主定时器控制从定时器，这个过程可以套娃，如：从定时器可以控制从从定时器。主从模式定时器内部连接图：定时器内部触发连接源，例：若从定时器为TIM2，主定时器为TIM1，那么触发源为TR0。
在STM32CubeMX中配置 PWM
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项目中经常使用到STM32来输出PWM，每次配置过后过不了多久就会忘记，稍微需要对配置做出修改时都要翻很久的手册，所以决定结合实例把PWM配置的详细步骤记录下来，这样在下次配置时可以很快的捡起来。本文档的行文结构如下，首先，说明实际需求，即要输出什么样的PWM信号；然后，根据需求把手册中相关的部分摘抄下来并辅以个人的理解和总结；最后，详细说明在软件中怎么去配置并展示配置后的实验效果。
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利用CubeMX产生频率固定、占空比可调的两路PWM信号输出
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1、配置基础定时器产生周期中断； 2、配置通用定时器产生PWM；
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STM32的定时器（Timer）是其片上外设非常重要的一部分，广泛用于计时、产生精确延时，PWM输出，输入捕获，输出比较。编码器接口等功能。在STM32中通常包含了以下几种类型的定时器：基本定时器： TIM6，TIM7 仅具备计数功能，用于延时，DAC触发。通用定时器： TIM2-TIM5，TIM9-TIM14 支持技术，输入捕获，输出比较，PWM，编码接口等。高级定时器：TIM1，TIM8 功能最全，支持死区，互补PWM，适合电机控制。
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什么是PWM：PWM简称脉冲宽度调制，即在一个周期内存在不同极性的电平状态。PWM频率：是指一秒钟内从高电平时间在到低电平时间，再从低电平跳到高电平的瞬间次数，也就是一秒钟内有多少个PWM的周期。PWM周期：是指一秒钟内从高电平时间在到低电平时间，T = f / 1(s)。PWM占空比：是指一个周期内高电平时间和总时间的比值。例如：PWM的周期为1ms，高电平时间为0.5ms，低电平时间为0.5ms，则频率就为1kHz，占空比就为百分之五十。PWM的基本原理及如何产生PWM。
STM32cubemx高级定时器无PWM输出
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### 问题分析与排查 在使用 STM32CubeMX 配置高级定时器输出 PWM 信号时，若出现无输出的情况，可能涉及多个方面的配置问题，包括 GPIO 配置、定时器参数设置、时钟源选择、以及代码实现等。以下是对可能问题点的详细分析与解决方案。 #### 1. 定时器通道配置 在 STM32CubeMX 中配置高级定时器（如 TIM1 或 TIM8）时，必须将相关通道设置为 **PWM 模式**。例如，若使用 TIM1 的通道 1 和通道 2 输出 PWM 信号，则需在定时器配置界面中将通道模式设置为 **PWM Generation CHx**[^4]。 #### 2. GPIO 引脚映射 高级定时器的 PWM 输出需要将对应的通道绑定到正确的复用推挽输出引脚。例如，TIM1_CH1 可能绑定到 **PA8** 或 **PE9**，具体取决于芯片型号和重映射设置。确保在 STM32CubeMX 的 Pinout 界面中正确配置了这些引脚为 **Alternate Function** 模式，并选择正确的定时器功能。 #### 3. 时钟源配置 定时器必须启用 **内部时钟源**（Internal Clock）才能正常工作。在 STM32CubeMX 的定时器配置界面中，需检查 **Clock Source** 是否设置为 Internal Clock。否则，定时器无法启动，PWM 信号自然无法生成[^4]。 #### 4. 定时器参数设置 为了生成指定频率的 PWM 信号，需正确配置 **Prescaler（预分频系数）** 和 **Counter Period（计数周期）**。例如，若系统时钟为 72 MHz，希望生成 100 Hz 的 PWM 信号，则可通过以下公式计算： ```text PWM_Frequency = System_Clock / ((Prescaler + 1) * (Counter_Period + 1)) ``` 假设 Prescaler 设置为 7199，则： ```text Counter_Period = (72000000 / (7200 * 100)) - 1 = 99 ``` 因此，Prescaler 设置为 7199，Counter Period 设置为 99，即可生成 100 Hz 的 PWM 波形。 #### 5. 输出使能与极性设置 在高级定时器中，还需确保 **PWM 输出通道已启用**，并且 **输出极性**（Polarity）设置正确。例如，若设置为 **High** 极性，则 PWM 信号在计数器值小于比较值时为高电平；若设置为 **Low**，则相反。此外，对于互补输出，还需配置 **死区时间（Dead-Time）** 和 **刹车功能（Break）**，以防止上下桥臂同时导通[^1]。 #### 6. 自动重载寄存器预装载使能 在定时器配置中，应启用 **Auto-reload preload** 选项，以确保在更新事件发生时，新的周期值和比较值能够同步更新，避免出现 PWM 波形异常。 #### 7. 代码生成与初始化 STM32CubeMX 生成的代码中，需确保调用了 `HAL_TIM_PWM_Start()` 函数来启动 PWM 输出。例如： ```c // 启动 TIM1 的通道 1 和通道 2 的 PWM 输出 HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1); HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_2); ``` 若未调用此函数，或未正确指定通道，则 PWM 信号不会输出[^2]。 #### 8. 检查 HAL 库初始化流程 确保在 `main()` 函数中正确调用了以下函数： ```c HAL_Init(); // 初始化 HAL 库 SystemClock_Config(); // 配置系统时钟 MX_TIM1_Init(); // 初始化 TIM1 定时器 ``` 若缺少系统时钟配置或定时器初始化，定时器无法正常工作。 #### 9. 使用示波器或逻辑分析仪验证输出 若上述配置均正确，但仍未检测到 PWM 输出，建议使用 **示波器** 或 **逻辑分析仪** 直接测量对应引脚。若引脚始终为高电平或低电平，可能为 GPIO 配置错误或定时器未启动。 ### 示例代码片段 以下为在 `main.c` 中启动 PWM 输出的示例代码： ```c int main(void) { HAL_Init(); SystemClock_Config(); MX_TIM1_Init(); // 启动 PWM 输出 HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1); HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_2); while (1) { // 主循环 } } ``` 在 `tim.c` 中确保 `htim1` 的配置正确，包括时钟源、分频系数、计数周期等参数。 ###
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