零基础STM32单片机编程入门(七)定时器PWM波输出实战含源码视频

一.概要

脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制，是利用单片机数字输出（1或0）来对外部模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。

PWM波主要应用场景：
电机控制
PWM信号可以用来控制直流电机的转速和位置，实现对电机的精确控制。在无刷直流电机（BLDC）和步进电机中，利用PWM调制可以充分发挥电子设备的精确度和能效。

LED灯光调光
PWM信号可用于调控LED灯的亮度。通过改变PWM信号的占空比（on-time和off-time的比值），可以实现对LED灯光的调光操作，达到节能和避免眩光的效果。

电源管理
采用PWM技术的开关稳压器（如降压转换器）在电源管理中具有广泛的应用。

音频放大器
在数字音频放大器中，PWM信号用于控制音频信号的放大和调制。

混合动力电动汽车（HEV）和电动汽车（EV）
PWM信号用于控制电池充放电和电动机的驱动管理，提高电池的使用性能和寿命。

伺服系统
在伺服系统中，PWM信号用于传输伺服电机的控制信号，实现对伺服电机的精确控制。

二.PWM产生框架图

定时器部分框图如下，其中PWM相关的主要是基本定时器和PWM输出控制部分，基本定时器主要控制PWM输出的频率，PWM控制部分主要控制PWM输出的占空比。

PWM输出控制部分信号流向

主要寄存器
1.TIMx_CCR1
捕获比较(值)寄存器（x=1,2,3,4):设置比较值。

2.TIMx_CNT
计数器值与捕获比较寄存器CCR1进行比较,通过比较结果输出有效电平和无效电平 。

3.TIMx_ARR
自动重装载寄存器,计数器(TIMx_CNT)开始计数，直到计数器(TIMx_CNT)达到TIMx_ARR中存放的值后，重新回到0，依次循环 。

在PWM工作模式下，引入一个寄存器CCRx，这个寄存器用于控制PWM输出波的有效电平长度（占空比），假定定时器工作在向上计数 PWM模式，且当 CNT<CCRx 时，输出 0，当 CNT>=CCRx 时输出 1。当 CNT 达到 ARR 值的时候，重新归零，然后重新向上计数，依次循环。改变 CCRx 的值，就可以改变 PWM 输出的占空比，改变 ARR 的值，就可以改变 PWM 输出的频率。

工作过程如下图所示

三.CubeMX配置一个TIME输出1KHZ，占空比50%PWM波例程

1.硬件准备

STLINK接STM32F103C8T6小系统板，STLINK接电脑USB口。

2.创建工程

打开STM32CubeMX软件,新建工程

Part Number处输入STM32F103C8，再双击就创建新的工程

配置下载口引脚

配置外部晶振引脚

配置系统主频

配置TIM1，1ms定时器，TIM1内部时钟是72MHZ，72分频就是1MHZ,计数1000次归零，计数时间就是1ms，脉冲宽度是500us,根据上述配置，PWM波频率就是1KHZ，占空比就是50%。

配置工程文件名，保存路径，KEIL5工程输出方式

生成工程

用Keil5打开工程

增加代码

主要代码如下

int main(void)
{/* USER CODE BEGIN 1 *//* USER CODE END 1 *//* MCU Configuration--------------------------------------------------------*//* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */HAL_Init();/* USER CODE BEGIN Init *//* USER CODE END Init *//* Configure the system clock */SystemClock_Config();/* USER CODE BEGIN SysInit *//* USER CODE END SysInit *//* Initialize all configured peripherals */MX_GPIO_Init();MX_TIM1_Init();/* USER CODE BEGIN 2 */if (HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK)//启动定时器通道1，PWM输出{/* PWM generation Error */while(1);}/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */}/* USER CODE END 3 */
}void MX_TIM1_Init(void)
{TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};TIM_BreakDeadTimeConfigTypeDef sBreakDeadTimeConfig = {0};htim1.Instance = TIM1;htim1.Init.Prescaler = 71;htim1.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;htim1.Init.Period = 999;htim1.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;htim1.Init.RepetitionCounter = 0;htim1.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;if (HAL_TIM_Base_Init(&htim1) != HAL_OK){}sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim1, &sClockSourceConfig) != HAL_OK){}if (HAL_TIM_PWM_Init(&htim1) != HAL_OK){}sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim1, &sMasterConfig) != HAL_OK){}sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;sConfigOC.Pulse = 500;sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;sConfigOC.OCNPolarity = TIM_OCNPOLARITY_HIGH;sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;sConfigOC.OCIdleState = TIM_OCIDLESTATE_RESET;sConfigOC.OCNIdleState = TIM_OCNIDLESTATE_RESET;if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim1, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK){}sBreakDeadTimeConfig.OffStateRunMode = TIM_OSSR_DISABLE;sBreakDeadTimeConfig.OffStateIDLEMode = TIM_OSSI_DISABLE;sBreakDeadTimeConfig.LockLevel = TIM_LOCKLEVEL_OFF;sBreakDeadTimeConfig.DeadTime = 0;sBreakDeadTimeConfig.BreakState = TIM_BREAK_DISABLE;sBreakDeadTimeConfig.BreakPolarity = TIM_BREAKPOLARITY_HIGH;sBreakDeadTimeConfig.AutomaticOutput = TIM_AUTOMATICOUTPUT_DISABLE;if (HAL_TIMEx_ConfigBreakDeadTime(&htim1, &sBreakDeadTimeConfig) != HAL_OK){}HAL_TIM_MspPostInit(&htim1);}

3.测量波形结果

通过波形接收器测量PA8引脚

四.CubeMX工程源代码下载

链接：https://pan.baidu.com/s/1ZOkxY7d7Gz1jXCvHHzF6uA
提取码：bhf6
如果链接失效，可以联系博主给最新链接

程序下载下来之后解压就行

五.讲解视频链接地址

PWM输出实验

六.小结

脉冲宽度调制（PWM：Pulse Width Modulation）可以广泛应用于电机控制、灯光的亮度调节、功率控制等领域，所以在那些领域避免不了需要用到PWM输出技能。