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stm32 TIM输出比较(PWM驱动LED呼吸灯&&PWM驱动舵机&&PWM驱动直流电机)

时间：2024-09-01 20:23:52浏览次数：14  
标签：TIM2 include void TIM && GPIO 驱动 PWM

理论

1.输出比较简介

OC（Output Compare）输出比较 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

2.PWM简介

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

3.输出比较通道(通用)

 有4个捕获/比较寄存器

假如输入一个高电平,先通过输出模式控制器后，可以直接通过主模式控制器，还可以继续往图右走，进入选择。在极性选择输出使能中选择为低电平，那么直接输出该高电平，如果极性选择输出使能中选择高电平，那么就会通过非门，会翻转电平，从高电平变为低电平，然后输出到使能电路

4.输出比较模式

在正常情况下使用PWM1与PWM2 

5.PWM基本结构

注意：时基单元必须进行使能（运行控制） 

6.参数计算

CCR：为高电平的时间

ARR：为总时间（一个周期）

6.输出比较通道(高级)----了解

 7.舵机

简介

舵机是一种根据输入PWM信号占空比来控制输出角度的装置 输入PWM信号要求：周期为20ms，高电平宽度为0.5ms~2.5ms

工作准则

硬件电路

8.直流电机及驱动

直流电机简介

直流电机是一种将电能转换为机械能的装置，有两个电极，当电极正接时，电机正转，当电极反接时，电机反转 直流电机属于大功率器件，GPIO口无法直接驱动，需要配合电机驱动电路来操作

直流电机驱动芯片

TB6612是一款双路H桥型的直流电机驱动芯片，可以驱动两个直流电机并且控制其转速和方向

硬件电路

工作准则

API学习

void TIM_OCxInit


x为1 或 2 或 3 或 4

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);
/*
 *输出比较单元（捕获/比较器）的选择
 */

void TIM_OCxPreloadConfig

x为1 或 2 或 3 或 4

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);
/*
 *CCR寄存器的预装功能（影子寄存器）
 */

 void TIM_CtrlPWMOutputs

void TIM_CtrlPWMOutputs(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);
/*
 *仅高级定时器使用在使用高级定时器输出PWM时
 *需要调用这个函数
 *使能主输出
 *否则PWM将不能正常输出
 */

代码


PWM驱动LED呼吸灯

注意

1.GPIO在配置时要用复用推挽输出（通过的是片上外设）

2.不同的输出比较单元对应的CH通道不同，以及对应的GPIO引脚不同

main.c

#include "stm32f10x.h"   // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "CountSensor.h"
#include "Encoder.h"
#include "Timer.h"
#include "TimerOut.h"
#include "PWM.h"
int16_t i;			

int main(void)
{
	/*模块初始化*/
	OLED_Init();		//OLED初始化
	PWM_Init();			//PWM初始化
	
	
	while(1)
	{
		for (i = 0; i <= 100; i++)
		{
			PWM_SetCompare1(i);			//依次将定时器的CCR寄存器设置为0~100，PWM占空比逐渐增大，LED逐渐变亮
			Delay_ms(10);				//延时10ms
		}
		for (i = 0; i <= 100; i++)
		{
			PWM_SetCompare1(100 - i);	//依次将定时器的CCR寄存器设置为100~0，PWM占空比逐渐减小，LED逐渐变暗
			Delay_ms(10);				//延时10ms
		}
	}
	
}

 PWM.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
void PWM_Init()
{
	
	
//第1步

	/*开启时钟*/
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);//开启TIM2的时钟
	
	/*配置时钟源*/
	TIM_InternalClockConfig(TIM2);//定时器上电后默认使用内部时钟写不写都行(选择TIM2为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟)
	
	/*时基单元初始化*/
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;//定义结构体变量
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up ;//计数器模式，选择向上计数
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period=100-1;//计数周期，即ARR的值
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler=720-1;//预分频器，即PSC的值
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter=0;//重复计数器，高级定时器才会用到
	TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStruct);//将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM2的时基单元	
	
	
//第2步

    /*输出比较初始化*/
	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;							//定义结构体变量
	TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);							//结构体初始化，若结构体没有完整赋值
	                                                                //则最好执行此函数，给结构体所有成员都赋一个默认值
																    //避免结构体初值不确定的问题																	
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;				//输出比较模式，选择PWM模式1
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;		//输出极性，选择为高，若选择极性为低，则输出高低电平取反
	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;	//输出使能
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;								//初始的CCR值
	TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);						//将结构体变量交给TIM_OC1Init，配置TIM2的输出比较通道1
	TIM_OC2Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);                        //将结构体变量交给TIM_OC2Init，配置TIM2的输出比较通道2
	
	
	
	/*TIM使能*/
	TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);			//使能TIM2，定时器开始运行
	
	
	
//第3步

   /*开启时钟*/
   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);			//开启GPIOA的时钟
   
   /*GPIO初始化*/
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;                 //受外设控制的引脚，均需要配置为复用推挽模式
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 |GPIO_Pin_0;		    
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);							//将PA0引脚初始化为复用推挽输出			
}





/**
  * 函    数：PWM设置CCR
  * 参    数：Compare 要写入的CCR的值，范围：0~100
  * 返 回 值：无
  * 注意事项：CCR和ARR共同决定占空比，此函数仅设置CCR的值，并不直接是占空比
  *           占空比Duty = CCR / (ARR + 1)
  */
void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare)
{
    TIM_SetCompare1(TIM2, Compare);		//设置CCR1的值
	TIM_SetCompare2(TIM2, Compare);	
}

 PWM.h

#ifndef __PWM_H
#define __PWM_H
void PWM_Init();
void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare);
#endif

拓展-----引脚复用（PA0—>PA15）

添加代码

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);//开启AFIO的时钟，重映射必须先开启AFIO的时钟
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2,ENABLE);//将TIM2的引脚部分重映射，具体的映射方案需查看参考手册
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE);

 GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE);解释

当你禁用 JTAG-DP（调试端口）并启用 SW-DP（串行线调试端口）时，你实际上是在将调试接口配置为使用 SWD 协议，而不是 JTAG 协议。

为什么这样做？

  1. 引脚优化：禁用 JTAG-DP 会释放 JTAG 接口占用的引脚（例如 PA15、PB3 和 PB4），这些引脚可以用于普通 GPIO 或其他功能。

  2. 减少引脚数量：SWD 协议只需要两个引脚（SWDIO 和 SWCLK），相比于 JTAG 协议，减少了引脚的占用，有助于简化电路板设计。

总结

  • 禁用 JTAG-DP：关闭 JTAG 接口，使相关引脚可用于其他功能。
  • 启用 SW-DP：使用串行线调试协议，节省引脚数量，更适合紧凑的设计。

PWM驱动舵机

PWM.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
void PWM_Init()
{
	
	
	
//	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
//	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2,ENABLE);
//	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE);
	
//第1步

	/*开启时钟*/
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);//开启TIM2的时钟
	
	/*配置时钟源*/
	TIM_InternalClockConfig(TIM2);//定时器上电后默认使用内部时钟写不写都行(选择TIM2为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟)
	
	/*时基单元初始化*/
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;//定义结构体变量
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up ;//计数器模式，选择向上计数
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period= 20000 - 1;//计数周期，即ARR的值
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler=72 - 1;//预分频器，即PSC的值
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter=0;//重复计数器，高级定时器才会用到
	TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStruct);//将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM2的时基单元	
	
	
//第2步

    /*输出比较初始化*/
	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;							//定义结构体变量
	TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);							//结构体初始化，若结构体没有完整赋值
	                                                                //则最好执行此函数，给结构体所有成员都赋一个默认值
																    //避免结构体初值不确定的问题																	
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;				//输出比较模式，选择PWM模式1
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;		//输出极性，选择为高，若选择极性为低，则输出高低电平取反
	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;	//输出使能
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;								//初始的CCR值
	TIM_OC2Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);						//将结构体变量交给TIM_OC1Init，配置TIM2的输出比较通道1

	
	
	
	/*TIM使能*/
	TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);			//使能TIM2，定时器开始运行
	
	
	
//第3步

   /*开启时钟*/
   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);			//开启GPIOA的时钟
   
   /*GPIO初始化*/
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;                 //受外设控制的引脚，均需要配置为复用推挽模式
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_1;		    
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);							//将PA1引脚初始化为复用推挽输出			
}





/**
  * 函    数：PWM设置CCR
  * 参    数：Compare 要写入的CCR的值，范围：0~100
  * 返 回 值：无
  * 注意事项：CCR和ARR共同决定占空比，此函数仅设置CCR的值，并不直接是占空比
  *           占空比Duty = CCR / (ARR + 1)
  */
void PWM_SetCompare2(uint16_t Compare)
{
    TIM_SetCompare2(TIM2, Compare);		//设置CCR1的值
}

PWM.h

#ifndef __PWM_H
#define __PWM_H
void PWM_Init();
void PWM_SetCompare2(uint16_t Compare);
#endif

Servo.h

#ifndef __SERVO_H
#define __SERVO_H
void Servo_SetAngle(float Angle);
void Servo_Init();
#endif

Servo.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "PWM.h"


/**
  * 函    数：舵机初始化
  * 参    数：无
  * 返 回 值：无
  */
void Servo_Init()
{
	PWM_Init();//初始化舵机的底层PWM
	
}




/**
  * 函    数：舵机设置角度
  * 参    数：Angle 要设置的舵机角度，范围：0~180
  * 返 回 值：无
  */
void Servo_SetAngle(float Angle)
{
	PWM_SetCompare2(Angle / 180 * 2000 + 500);	//设置占空比
												//将角度线性变换，对应到舵机要求的占空比范围上
}

 main.c

#include "stm32f10x.h"   // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "CountSensor.h"
#include "Encoder.h"
#include "Timer.h"
#include "TimerOut.h"
#include "PWM.h"
#include "Serrvo.h"
#include "Key.h"


uint8_t KeyNum;			//定义用于接收键码的变量
float Angle;			//定义角度变量

int main(void)
{
	/*模块初始化*/
	OLED_Init();		//OLED初始化
	Servo_Init();		//舵机初始化
	Key_Init();			//按键初始化
	
	
	/*显示静态字符串*/
	OLED_ShowString(1, 1, "Angle:");	//1行1列显示字符串Angle:
	
	
	
	while(1)
	{
		KeyNum = Key_GetNum();			//获取按键键码
		if (KeyNum == 1)				//按键1按下
		{
			Angle += 30;				//角度变量自增30
			if (Angle > 180)			//角度变量超过180后
			{
				Angle = 0;				//角度变量归零
			}
		}
		Servo_SetAngle(Angle);			//设置舵机的角度为角度变量
		OLED_ShowNum(1, 7, Angle, 3);	//OLED显示角度变量
	}
	
}

PWM驱动直流电机

main.c

#include "stm32f10x.h"   // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "CountSensor.h"
#include "Encoder.h"
#include "Timer.h"
#include "TimerOut.h"
#include "PWM.h"
#include "Serrvo.h"
#include "Key.h"
#include "Moter.h"


uint8_t KeyNum;			//定义用于接收键码的变量
int8_t Speed;		//定义速度变量

int main(void)
{
	/*模块初始化*/
	OLED_Init();		//OLED初始化
	Moter_Init();		//直流电机初始化
	Key_Init();			//按键初始化
	
	
	/*显示静态字符串*/
	OLED_ShowString(1, 1, "Speed:");		//1行1列显示字符串Speed:
	
	while (1)
	{
		KeyNum = Key_GetNum();				//获取按键键码
		if (KeyNum == 1)					//按键1按下
		{
			Speed += 20;					//速度变量自增20
			if (Speed > 100)				//速度变量超过100后
			{
				Speed = -100;				//速度变量变为-100
											//此操作会让电机旋转方向突然改变，可能会因供电不足而导致单片机复位
											//若出现了此现象，则应避免使用这样的操作
			}
		}
		Motor_SetSpeed(Speed);				//设置直流电机的速度为速度变量
		OLED_ShowSignedNum(1, 7, Speed, 3);	//OLED显示速度变量
	}
	
}

Moter.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "PWM.h"
void Moter_Init()
{
	
	PWM_Init();//初始化直流电机的底层PWM
	
	
	/*开启时钟*/
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//开启GPIOA的时钟
	
	
	//将PA4和PA5引脚初始化为推挽输出
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode= GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz;   
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
	
}



/**
  * 函    数：直流电机设置速度
  * 参    数：Speed 要设置的速度，范围：-100~100
  * 返 回 值：无
  */
void Motor_SetSpeed(int8_t Speed)
{
	if (Speed >= 0)							//如果设置正转的速度值
	{
		GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);	//PA4置高电平
		GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);	//PA5置低电平，设置方向为正转
		PWM_SetCompare3(Speed);				//PWM设置为速度值
	}
	else									//否则，即设置反转的速度值
	{
		GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);	//PA4置低电平
		GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);	//PA5置高电平，设置方向为反转
		PWM_SetCompare3(-Speed);			//PWM设置为负的速度值，因为此时速度值为负数，而PWM只能给正数
	}
}

Moter.h

#ifndef __MOTER_H
#define __MOTER_H
void Motor_SetSpeed(int8_t Speed);
void Moter_Init();
#endif

PWM.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
void PWM_Init()
{
	
	
	
//	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
//	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2,ENABLE);
//	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE);
	
//第1步

	/*开启时钟*/
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);//开启TIM2的时钟
	
	/*配置时钟源*/
	TIM_InternalClockConfig(TIM2);//定时器上电后默认使用内部时钟写不写都行(选择TIM2为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟)
	
	/*时基单元初始化*/
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;//定义结构体变量
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up ;//计数器模式，选择向上计数
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period= 100 - 1;//计数周期，即ARR的值
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler=36 - 1;//预分频器，即PSC的值
	TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter=0;//重复计数器，高级定时器才会用到
	TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStruct);//将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM2的时基单元	
	
	
//第2步

    /*输出比较初始化*/
	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;							//定义结构体变量
	TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);							//结构体初始化，若结构体没有完整赋值
	                                                                //则最好执行此函数，给结构体所有成员都赋一个默认值
																    //避免结构体初值不确定的问题																	
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;				//输出比较模式，选择PWM模式1
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;		//输出极性，选择为高，若选择极性为低，则输出高低电平取反
	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;	//输出使能
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;								//初始的CCR值
	TIM_OC3Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);						//将结构体变量交给TIM_OC1Init，配置TIM2的输出比较通道1

	
	
	
	/*TIM使能*/
	TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);			//使能TIM2，定时器开始运行
	
	
	
//第3步

   /*开启时钟*/
   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);			//开启GPIOA的时钟
   
   /*GPIO初始化*/
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;                 //受外设控制的引脚，均需要配置为复用推挽模式
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_2;		    
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);							//将PA1引脚初始化为复用推挽输出			
}





/**
  * 函    数：PWM设置CCR
  * 参    数：Compare 要写入的CCR的值，范围：0~100
  * 返 回 值：无
  * 注意事项：CCR和ARR共同决定占空比，此函数仅设置CCR的值，并不直接是占空比
  *           占空比Duty = CCR / (ARR + 1)
  */
void PWM_SetCompare3(uint16_t Compare)
{
    TIM_SetCompare3(TIM2, Compare);		//设置CCR1的值
}

PWM.h

#ifndef __PWM_H
#define __PWM_H
void PWM_Init();
void PWM_SetCompare3(uint16_t Compare);
#endif

接线图

 

标签：TIM2,include,void,TIM,&&,GPIO,驱动,PWM
From： https://blog.csdn.net/2302_79504723/article/details/141726707

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