stm32 笔记 PWM及HAL库应用

STM32 PWM 原理及实现

原创已于 2025-05-25 13:23:11 修改 · 6k 阅读

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#stm32 #单片机 #嵌入式硬件

于 2022-12-02 23:53:38 首次发布

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stm32 HAL库解析

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本文介绍STM32微控制器中PWM的工作原理和配置方法，详细解析了如何通过定时器产生PWM信号，并提供了完整的代码示例。

stm32 PWM原理

STM32 使用一个定时器作为 PWM 输出，在上图中，ARR 即为重装载值。在计数器的值大于CRRx的值并且小于 ARR 之间，即区分高低电平。输出在图中分别有 ① 和 ② 两种情况.

分别为：

①CRR 和 ARR 区间为低电平。

②CRR 和 ARR 区间为高电平。

设置输出方式

有两个配置可以配置输出方式：

PWM 模式 1–– 在递增计数模式下，只要 TIMx_CNT<TIMx_CCR1，通道 1 便为有效状态，否则为无效状态。在递减计数模式下，只要 TIMx_CNT>TIMx_CCR1，通道 1 便为无效状态，否则为有效状态。

PWM 模式 2–– 在递增计数模式下，只要 TIMx_CNT<TIMx_CCR1，通道 1 便为无效状态，否则为有效状态。在递减计数模式下，只要 TIMx_CNT>TIMx_CCR1，通道 1 便为有效状态，否则为无效状态。

TIMx_CNT即为当前计数值

其中 PWM 模式 1 和模式 2 完全相反。

除了设置PWM模式之外，还可以设置 CERR:CC1P 位，置 0 高电平有效，置 1 低电平有效。

例：

如果设置为 PWM1 模式，CC1P 设置为 0，即为：①波形

如果设置为 PWM1 模式，CC1P 设置为 1，即为：②波形

初始化 PWM

TIM_HandleTypeDef TIM3_Handler;         //定时器3PWM句柄 
TIM_OC_InitTypeDef TIM3_CH4Handler;	    //定时器3通道4句柄

void TIM3_PWM_Init()
{ 
    TIM3_Handler.Instance=TIM3;            //定时器3
    TIM3_Handler.Init.Prescaler=90-1;       //定时器分频
    TIM3_Handler.Init.CounterMode=TIM_COUNTERMODE_UP;//向上计数模式
    TIM3_Handler.Init.Period=500-1;          //自动重装载值
    HAL_TIM_PWM_Init(&TIM3_Handler);       //初始化PWM
    
    TIM3_CH4Handler.OCMode=TIM_OCMODE_PWM1; //模式选择PWM1
    TIM3_CH4Handler.Pulse=250;            //设置默认占空比
    TIM3_CH4Handler.OCPolarity=TIM_OCPOLARITY_LOW; //输出比较极性为低  cc1p为0
    
    HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&TIM3_Handler,&TIM3_CH4Handler,TIM_CHANNEL_4);//配置TIM3通道4
    HAL_TIM_PWM_Start(&TIM3_Handler,TIM_CHANNEL_4);//开启PWM通道4
}

在上边我们设置了 90分频（Prescaler），我当前机器设置的是 90mhz，90 分频后即为 1mhz 即一秒计数 1000 次，重装载值（Period）设置为 500。也就说，对于当前 PWM 周期为 500ms。

在之后，我们设置了 TIM3_CH4Handler.Pulse=250; 这即是默认的输出占空比。

输出波形如图所示：

设置 GPIO 状态

在芯片手册中，我们发现 PB1 可以被复用为 TIM3，于是做出如下设置：

void HAL_TIM_PWM_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
	__HAL_RCC_TIM3_CLK_ENABLE();			//使能定时器3
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();			//开启GPIOB时钟
	
    GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_1;           	//PB1
    GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_AF_PP;  	//复用推挽输出
    GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;          //上拉
    GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;     //高速
	GPIO_Initure.Alternate= GPIO_AF2_TIM3;	//PB1复用为TIM3_CH4
    HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_Initure);
}

我们想让 PB1 输出 PWM 波，需要开启时钟这些常规配置。并且需要使用GPIO_Initure.Alternate= GPIO_AF2_TIM3; 使 PB1 复用成 TIM3。这样才可以输出 PWM 波。

编写设置 PWM 值函数

因为我们刚才在初始化的时候用了：

HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&TIM3_Handler,&TIM3_CH4Handler,TIM_CHANNEL_4)

HAL_TIM_PWM_Start(&TIM3_Handler,TIM_CHANNEL_4)

均是 CHANNEL_4 使用了通道4。

//设置TIM通道4的占空比
//compare:比较值
void TIM_SetTIM3Compare4(u32 compare)
{
	TIM3->CCR4=compare; 
}

全部代码

#include "sys.h"
#include "delay.h"

TIM_HandleTypeDef TIM3_Handler;         //定时器3PWM句柄 
TIM_OC_InitTypeDef TIM3_CH4Handler;	    //定时器3通道4句柄

void TIM3_PWM_Init()
{ 
    TIM3_Handler.Instance=TIM3;            //定时器3
    TIM3_Handler.Init.Prescaler=90-1;       //定时器分频
    TIM3_Handler.Init.CounterMode=TIM_COUNTERMODE_UP;//向上计数模式
    TIM3_Handler.Init.Period=500-1;          //自动重装载值
    HAL_TIM_PWM_Init(&TIM3_Handler);       //初始化PWM
    
    TIM3_CH4Handler.OCMode=TIM_OCMODE_PWM1; //模式选择PWM1
    TIM3_CH4Handler.Pulse=250;            //设置比较值,此值用来确定占空比，默认比较值为自动重装载值的一半,即占空比为50%
    TIM3_CH4Handler.OCPolarity=TIM_OCPOLARITY_LOW; //输出比较极性为低  cc1p为0
    HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&TIM3_Handler,&TIM3_CH4Handler,TIM_CHANNEL_4);//配置TIM3通道4
	
    HAL_TIM_PWM_Start(&TIM3_Handler,TIM_CHANNEL_4);//开启PWM通道4
}

void HAL_TIM_PWM_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
	__HAL_RCC_TIM3_CLK_ENABLE();			//使能定时器3
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();			//开启GPIOB时钟
	
    GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_1;           	//PB1
    GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_AF_PP;  	//复用推挽输出
    GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;          //上拉
    GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;     //高速
	GPIO_Initure.Alternate= GPIO_AF2_TIM3;	//PB1复用为TIM3_CH4
    HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_Initure);
}

//设置TIM通道4的占空比
//compare:比较值
void TIM_SetTIM3Compare4(u32 compare)
{
	TIM3->CCR4=compare; //因为使用了通道4，所以需要修改 CCR4 寄存器
}

int main(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
	
    HAL_Init();                     //初始化HAL库    
    Stm32_Clock_Init(360,25,2,8);   //设置时钟,180Mhz
	
	TIM3_PWM_Init();
	
	while(1){
		TIM_SetTIM3Compare4(0);	//因为使用了 PWM模式1 以及cc1p0 所以设置0是最暗 设置500是最亮
	}
}