TIM输出比较---STM

标签：TIM2 定时器 STM --- TIM 占空比 GPIO PWM

一、简介

TIM定时器：OC输出比较

输出比较可以通过比较CNT与CCR寄存器（捕获/比较寄存器）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；

PWM：脉冲宽度调试

在惯性的系统中，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，常应用于电机空速等领域

控制原理：对于呼吸灯来说，是一个“亮起、熄灭、亮起”的过程，当“亮起、熄灭、亮起”足够快时，就会出现一个中间值：“微亮”；电机控制亦是如此。

PWM秘诀：“天下武功、唯快不破”

PWM输出：

蓝线：CNT

红线：CCR

黄线：ARR

1：CNT小于CCR，为有效电平，所以图二1为高电平

2：CNT大于CCR，为无效电平，所以图二2为低电平

3：CNT小于CCR，为有效电平，所以图二3为高电平

4：CNT大于CCR，为无效电平，所以图二4为低电平

5：CNT小于CCR，为有效电平，所以图二5为高电平

6：CNT大于CCR，为无效电平，所以图二6为低电平

PWM参数：

频率 = 1/Ts Ts：高低电平变化周期的时间（图一当中的1~3，对应CNT溢出周期）

PWM频率 = 计数器更新频率：Freq = CK_PSC/(PSC+1)/(ARR+1)

占空比 = Ton/Ts 占空比：一个周期内高电平所占比例（图一当中的1~2所占1~3的比列，对应图二中一个高电平占一个周期的比例）

PWM占空比：Duty = CCR/(ARR+1)

PWM分辨率：Reso = 1/(ARR+1)

分辨率 = 占空比变化步距

二、项目需求

PWM配置流程：

1.开启时钟

2.配置时基单元

3.配置输出比较器

4.配置GPIO

项目一：

通过PWM使LED实现呼吸灯的效果：LED--->PA0（如果需要使用重映射，打开注释代码即可）

pwm_led.c


#include "stm32f10x.h"  // STM32F10x外设库头文件
#include "pwm_led.h"     // PWM控制相关头文件
#include "delay.h"       // 延时函数头文件



// 按键初始化函数
void PWM_LED_Init(void)
{
    // 定义定时器基础结构体和输出比较结构体
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; 
	TIM_OCInitTypeDef 			TIM_OCInitStruct;
	GPIO_InitTypeDef 				GPIO_InitStructure; 
    
    // 使能TIM2和GPIOA的时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);  // 使能GPIOA时钟
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);  // 使能定时器TIM2时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);  // 使能GPIOA时钟
	
		// 使能 TIM2 的部分引脚重映射（将原本分配给其他功能的引脚，重新映射为 TIM2 的功能）
		//GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2, ENABLE);//重映射

		// 使能 SWJ (Serial Wire JTAG) 的引脚重映射，禁用 JTAG 接口功能，恢复为普通引脚
		//GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);//重映射·

    // 配置GPIOA的引脚0为定时器的输出引脚（PWM输出）
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin 	= GPIO_Pin_0;          // 配置GPIOA的Pin0
		//GPIO_InitStructure.GPIO_Pin 	= GPIO_Pin_15;          // 重映射
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;     // 配置引脚的速度为50MHz
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode 	= GPIO_Mode_AF_PP;     // 配置为复用推挽输出模式
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);  // 初始化GPIOA的Pin0引脚


	TIM_InternalClockConfig(TIM2);															//选择TIM2为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟
		
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 100 - 1;                // 自动重载值，定时器的计数周期为100（0到99），即100个时钟周期
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 720 - 1;             // 预分频器值，定时器时钟源被分频为72MHz / 720 = 100kHz
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;    // 时钟分割设置，设为1，表示不进行时钟分割
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; // 计数模式设置为向上计数模式
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;            // 重复计数器为0，不启用
	TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);  


    TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStruct);  // 使用默认值初始化输出比较配置结构体

    // 配置PWM模式
    TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode      = TIM_OCMode_PWM1;          // 设置PWM模式1（边沿对齐，且有效时钟边缘为上升沿）
    TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;   // 使能输出状态（输出PWM信号）
    TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity  = TIM_OCPolarity_High;      // 输出极性设置为高电平有效
    TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse       = 0;                         // 初始占空比为0%（即PWM信号处于低电平）
    TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStruct);

    // 启动定时器TIM2
    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);  // 启动定时器2，使其开始计数并产生PWM信号
}
/**
  * 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 TIME_SetCompare1(u16 compare)
{
    // 设置定时器TIM2通道1的比较值（调整PWM信号的占空比）
    TIM_SetCompare1(TIM2, compare);  // 设置通道1的比较值，调整PWM输出的占空比
}
 设置PWM频率
//void TIME_PrescalerConfig(u16 prescaler)
//{
//	TIM_PrescalerConfig(TIM2,prescaler,TIM_PSCReloadMode_Immediate);
//}

pwm_led.h

#ifndef __PWM_LED_H
#define __PWM_LED_H

#include "stm32f10x.h"                  
#include "sys.h"

void PWM_LED_Init(void);
void TIME_SetCompare1(u16 compare);


#endif

main.c

#include "stm32f10x.h"  // 设备相关头文件
#include "pwm_led.h"     // PWM控制相关头文件
#include "delay.h"       // 延时相关头文件

int i = 0;

int main(){
    PWM_LED_Init();      // 初始化PWM
    delay_init();    // 初始化延时函数
    
    while(1)
    {    
        // 渐强效果：占空比从0到100逐步增加
        for(i = 0; i < 100; i++)
        {
            TIME_SetCompare1(i);  // 设置PWM占空比(i是设置CCR寄存器的值，PWM占空比有CCR和ARR共同决定；ARR+1的值等于100，CRR的值才直接等于ARR)
            delay_ms(10);         // 延时10ms，控制渐变速度
        }

        // 渐弱效果：占空比从100到0逐步减小
        for(i = 0; i < 100; i++)
        {
            TIME_SetCompare1(100 - i);  // 设置PWM占空比(i是设置CCR寄存器的值，PWM占空比有CCR和ARR共同决定；ARR+1的值等于100，CRR的值才直接等于ARR)
            delay_ms(10);               // 延时10ms，控制渐变速度
        }
    }
}

项目二：

如果使用多个舵机或者电机，只需要驱动一个PWM的多个多个通道即可；因为对于同一个PWM它们的计数器使同一个，所以频率和相位是一样的，它们的占空比则有各自的CCR决定，是可以自行设置的。

上述要求：1.周期为20ms、2.高电平宽度为0.5ms~2.5ms

频率 = 1/T（周期）= 1/0.02 = 50Hz = 72M（CK_PSC）/（PSC+1）/(ARR+1) = 50Hz

（PSC+1）和（ARR+1）自行设置，我设置（PSC+1）= 72、（ARR+1）= 20000us

这样也能满足第二个要求。

程序现象：按键每按下一次舵机角度增加30°，旋转角度大于180°，角度归0。

pwm_servo.c



#include "stm32f10x.h"  // STM32F10x外设库头文件
#include "pwm_led.h"     // PWM控制相关头文件
#include "delay.h"       // 延时函数头文件



// 按键初始化函数
void PWM_Servo_Init(void)
{
    // 定义定时器基础结构体和输出比较结构体
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; 
	TIM_OCInitTypeDef 			TIM_OCInitStruct;
	GPIO_InitTypeDef 				GPIO_InitStructure; 
    
    // 使能TIM2和GPIOA的时钟
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);  // 使能定时器TIM2时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);  // 使能GPIOA时钟


    // 配置GPIOA的引脚0为定时器的输出引脚（PWM输出）
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin 	= GPIO_Pin_1;          // 配置GPIOA的Pin1
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;     // 配置引脚的速度为50MHz
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode 	= GPIO_Mode_AF_PP;     // 配置为复用推挽输出模式
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);  // 初始化GPIOA的Pin0引脚

		
	TIM_InternalClockConfig(TIM2);															//选择TIM2为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟
		
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 100 - 1;                // 自动重载值，定时器的计数周期为100（0到99），即100个时钟周期
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 720 - 1;             // 预分频器值，定时器时钟源被分频为72MHz / 720 = 100kHz
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;    // 时钟分割设置，设为1，表示不进行时钟分割
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; // 计数模式设置为向上计数模式
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;            // 重复计数器为0，不启用
		TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);  
    // 初始化定时器输出比较配置结构体
    TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStruct);  // 使用默认值初始化输出比较配置结构体

    // 配置PWM模式
    TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode      = TIM_OCMode_PWM1;          // 设置PWM模式1（边沿对齐，且有效时钟边缘为上升沿）
    TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;   // 使能输出状态（输出PWM信号）
    TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity  = TIM_OCPolarity_High;      // 输出极性设置为高电平有效
    TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse       = 0;                         // 初始占空比为0%（即PWM信号处于低电平）
    TIM_OC2Init(TIM2, &TIM_OCInitStruct);												// 初始化定时器TIM2的通道1（即PA0）为PWM输出

    // 启动定时器TIM2
    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);  // 启动定时器2，使其开始计数并产生PWM信号
}

/**
  * 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 TIME_SetCompare2(u16 compare)
{
    // 设置定时器TIM2通道1的比较值（调整PWM信号的占空比）
    TIM_SetCompare2(TIM2, compare);  // 设置通道1的比较值，调整PWM输出的占空比
}
/*
舵机旋转函数：
0°		500
180°	2500
*/

void	Servo_Rotate(float	Angle)
{
	TIME_SetCompare2(Angle/180*2000+500);
}

pwm_servo.h

#ifndef __PWM_SERVO_H
#define __PWM_SERVO_H

#include "stm32f10x.h"                  
#include "sys.h"

void PWM_Servo_Init(void);
void TIME_SetCompare1(u16 compare);
void	Servo_Rotate(float	Angle);

#endif

main.c

#include "stm32f10x.h"  // 设备相关头文件
#include "pwm_servo.h"     // PWM控制相关头文件
#include "delay.h"       // 延时相关头文件
#include "key.h"



int i = 0;
int keynum = 0;
float Angle;

int main(){
    PWM_Servo_Init();      // 初始化PWM
    delay_init();    // 初始化延时函数
    Key_Init();


    while(1)
    {       
      keynum = KeyScan();
      if(keynum == 1)
      {
        Angle += 30;
        if(Angle > 180)
        {
          Angle = 0;    
        }       
      } 
      Servo_Rotate(Angle);
    }
}

项目三：

程序现象：按键按下，电机加速旋转

TB6612电机控制模块：

VM--->接STLK5V

VCC--->接单片机3.3V

GND--->接单片机地线

AO1--->接电机

AO2--->接电机

AN1--->单片机A4

AN2--->单片机A5

PWMA--->单片机A2

pwm_motor.c

#include "stm32f10x.h"  // STM32F10x外设库头文件
#include "pwm_motor.h"     // PWM控制相关头文件
#include "delay.h"       // 延时函数头文件




// 按键初始化函数
void PWM_Motor_Init(void)
{
    // 定义定时器基础结构体和输出比较结构体
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; 
	TIM_OCInitTypeDef 			TIM_OCInitStruct;
	GPIO_InitTypeDef 				GPIO_InitStructure; 
    
    // 使能TIM2和GPIOA的时钟
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);  // 使能定时器TIM2时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);  // 使能GPIOA时钟


    // 配置GPIOA的引脚0为定时器的输出引脚（PWM输出）
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin 	= GPIO_Pin_2;          // 配置GPIOA的Pin1
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;     // 配置引脚的速度为50MHz
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode 	= GPIO_Mode_AF_PP;     // 配置为复用推挽输出模式
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);  // 初始化GPIOA的Pin0引脚


	TIM_InternalClockConfig(TIM2);															//选择TIM2为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟
		
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 100 - 1;                // 自动重载值，定时器的计数周期为100（0到99），即100个时钟周期
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 720 - 1;             // 预分频器值，定时器时钟源被分频为72MHz / 720 = 100kHz
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;    // 时钟分割设置，设为1，表示不进行时钟分割
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; // 计数模式设置为向上计数模式
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;            // 重复计数器为0，不启用
		TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);  
    // 初始化定时器输出比较配置结构体
    TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStruct);  // 使用默认值初始化输出比较配置结构体

    // 初始化定时器输出比较配置结构体
    TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStruct);  // 使用默认值初始化输出比较配置结构体

    // 配置PWM模式
    TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode      = TIM_OCMode_PWM1;          // 设置PWM模式1（边沿对齐，且有效时钟边缘为上升沿）
    TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;   // 使能输出状态（输出PWM信号）
    TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity  = TIM_OCPolarity_High;      // 输出极性设置为高电平有效
    TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse       = 0;                         // 初始占空比为0%（即PWM信号处于低电平）
    TIM_OC3Init(TIM2, &TIM_OCInitStruct);

    // 启动定时器TIM2
    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);  // 启动定时器2，使其开始计数并产生PWM信号
}

/**
  * 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 TIME_SetCompare3(u16 compare)
{
    // 设置定时器TIM2通道1的比较值（调整PWM信号的占空比）
    TIM_SetCompare3(TIM2, compare);  // 设置通道1的比较值，调整PWM输出的占空比
}
///*
//舵机旋转函数：
//0°		500
//180°	2500
//*/

//void	Servo_Rotate(float	Angle)
//{
//	TIME_SetCompare3(Angle/180*2000+500);
//}

void	Motor_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin 	= GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode 	= GPIO_Mode_IPD;  // 下拉输入
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

		PWM_Motor_Init();
}

void Motor_SetSpeed(int8_t speed)
{
	if(speed >= 0)
	{
		GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4);
		GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);
		TIME_SetCompare3(speed);
	}
	if(speed <= 0)
	{
		GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);
		GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4);
		TIME_SetCompare3(-speed);
	}


}

pwm_motor.h

#ifndef __PWM_MOTOR_H
#define __PWM_MOTOR_H

#include "stm32f10x.h"                  
#include "sys.h"

void PWM_Motor_Init(void);
void TIME_SetCompare3(u16 compare);
void Servo_Rotate(float	Angle);
void Motor_Init(void);
void Motor_SetSpeed(int8_t speed);

#endif

main.c

#include "stm32f10x.h"  // 设备相关头文件
#include "pwm_servo.h"     // PWM控制相关头文件
#include "delay.h"       // 延时相关头文件
#include "key.h"



int i = 0;
int keynum = 0;
float speed;

int main(){
    Motor_Init();     // 初始化PWM
    delay_init();    // 初始化延时函数
    Key_Init();


    while(1)
    {       
      keynum = KeyScan();
      if(keynum == 1)
      {
        speed+= 20    ;
        if(speed> 100)
        {
          speed= 0;    
        }       
      } 
      Motor_SetSpeed(speed);
    }
}

标签：TIM2,定时器,STM,---,TIM,占空比,GPIO,PWM
From： https://blog.csdn.net/2301_76762351/article/details/144256452

一、简介

TIM定时器：OC输出比较

PWM：脉冲宽度调试

PWM输出：

PWM参数：

二、项目需求

PWM配置流程：

项目一：

项目二：

项目三：

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