练习STM32动态更改PWM波频率和占空比

84 阅读 0 评论 56 点赞

我是靠谱客的博主超帅樱桃，最近开发中收集的这篇文章主要介绍练习STM32动态更改PWM波频率和占空比，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

STM32的PWM波动态调频和调占空比
以TIM3_CH1为例
（1）定时器工作原理
定时器的时基单元包含三个部分：①自动装载寄存器（TIMx_ARR），②预分频器寄存器 (TIMx_PSC)，③计数器寄存器(TIMx_CNT)。设置自动装载值，预分频器根据所设置的分频系数（1-65536）对定时器所选择的时钟源进行分频，分频后的频率驱动计数器。计算器开始计数，当计数器达到自动装载值时，重新开始计数！
以秒表举例：时钟源是秒针，经过60分频后的频率变成分针，分针一分钟一分钟的增加，当分针数达到60时，又从零开始计数。在这个例子中，秒针是时钟源，第一个60就是预分频器设置的值，第二个60就是自动装载寄存器设置的值。
（2）PWM波工作原理
PWM波就是一串周期性的高低电平信号，不过高低电平持续时间可调。当以定时器为驱动时，定时器的计数频率就是PWM波的频率，然后根据TIMx_CCRx设置的值和定时器计数器当前的数值TIMx_CNT比较大小，根据比较结果输出高低电平。比较结果和高低电平之间的关系就是我们设置的PWM对齐方式。
同样以上文的秒表举例，如果我们设置为边沿对齐的向上计数模式，当我们设置的值为30时，分针数每次加一都和30比较，比30小则输出高电平，反之低电平。
（3）PWM波调频和调占空比的实现方式
1、调节占空比：只要根据设置的TIMx_ARR寄存器的值和所需要的占空比设置TIMx_CCRx寄存器的值即可。例如：TIMx_ARR的值为100，需要占空比为50%，则设置TIMx_CCRx的值为50即可。
2、调频：
①更改预分频器的值，改变计数器的频率
如下图：摘自STM32F1xx的中文参考手册

在这里插入图片描述
如图：
当预分频系数为1时，一个定时器时钟周期就是一个时钟源周期，在F8-FC之间，一个定时器周期，计数器加一。
当预分频系数为4时，一个定时器时钟周期就是4个时钟源周期，在00-01之间，一个定时器周期，即4个时钟源周期，计数器加一。
②计数器频率一定时，改变TIMx_ARR的值。计数器频率一定，计数到100之后从零开始肯定比计数到1000从零开始更快。
如下图：摘自STM32F1xx的中文参考手册
在这里插入图片描述
如图：设置了TIMx_ARR寄存器之后要通过设置TIMx_CR1寄存器的ARPE位使之生效
（4）PWM波调占空比和调频程序源码以及KEIL MDK5的仿真图
1、TIM3_CH1初始化程序

void	TIM3_CH1_Init(u32 fcount)
{
	 TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM3_CH1;
	TIM_OCInitTypeDef TIM3_OC_PWM;
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
	
	TIM3_CH1.TIM_Period=fcount;  //自动重载值
	TIM3_CH1.TIM_Prescaler=71;  //分频系数
	TIM3_CH1.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
	TIM3_CH1.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
	
	TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM3_CH1);
	
	
	TIM3_OC_PWM.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;
	TIM3_OC_PWM.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;
	TIM3_OC_PWM.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_Low;
	TIM3_OC_PWM.TIM_Pulse=(fcount/2);//占空比为50%
	TIM_OC1Init(TIM3,&TIM3_OC_PWM);
	
	TIM_OC1PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);
	TIM_ARRPreloadConfig(TIM3,ENABLE);
	TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
	
}

2、调节占空比：
在STM32F103中有封装好的调节占空比的函数TIM_SetCompare1()；直接调用即可。
TIM_SetCompare1()的函数介绍如下图
在这里插入图片描述
程序如下：


int main()
{
	SystemInit();
	led_init();
	systick_init(72);
    TIM3_CH1_Init(100);
	while(1)
	{
		u8 i;
		for(i=10;i<=100;i+=10)
		{
			delay_us(5);
			TIM_SetCompare1(TIM3,i);
		}
    }
}

仿真结果如下图：
随着时间增加，PWM波的占空比在增大。
在这里插入图片描述
3、调节频率：
①通过更改预分频器的值，改变计数器的频率的方式改变PWM波的频率
在STM32F103中有封装好的调节预分频器的函数 TIM_PrescalerConfig()；直接调用即可。
TIM_PrescalerConfig()的介绍以及参数形式如下图
在这里插入图片描述
程序如下：


int main()
{
	SystemInit();
	led_init();
	systick_init(72);
  TIM3_CH1_Init(100);
	while(1)
	{
		
		u8 i,j;
		u32 fre=100,psc;
		for(i=1;i<=6;i++)
		{
			psc=720000/fre;//更改后的分频系数
			j=5*i;
			TIM_Cmd(TIM3,DISABLE);
		    delay_ms(j);
		    TIM_PrescalerConfig(TIM3,psc-1,TIM_PSCReloadMode_Immediate);
			TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
			delay_ms(50);
			fre=5*fre;
		}
     }
}

仿真结果如下图：
PWM波的频率明显增加了，如果放大了看，频率正好是按照设置的5倍增加的
在这里插入图片描述
②通过改变TIMx_ARR的值，调节PWM波的频率
程序如下：

int main()
{
	SystemInit();
	led_init();
	systick_init(72);
  TIM3_CH1_Init(100);
	while(1)
	{
		delay_ms(500);
		TIM_Cmd(TIM3,DISABLE);
		TIM_ARRPreloadConfig(TIM3,DISABLE);
		delay_ms(5);
		TIM3->ARR=0x2710;//计数到10000在归零重新计数
		TIM3->CCR1=0x1388;//保持占空比为50%
		TIM_ARRPreloadConfig(TIM3,ENABLE);
		TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
		delay_ms(500);
    }
}

仿真结果如下：
在这里插入图片描述