基于HAL庫的STM32F1開發(fā)實(shí)踐教程-課件 07.PWM

山東師范大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院張寶譯PWM任務(wù)要求本任務(wù)要求設(shè)計(jì)一個(gè)可通過定時(shí)器進(jìn)行控制的呼吸燈系統(tǒng)，具體要求如下：LED9燈的顯示效果為“逐漸變亮”然后“逐漸變暗”（重復(fù)此過程）山東師范大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院設(shè)計(jì)思路山東師范大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院想一想，在中學(xué)物理課程中，調(diào)整燈泡的亮度，咱們?cè)趺磳?shí)現(xiàn)？在傳統(tǒng)的模擬控制燈亮度調(diào)整中，可以采用一個(gè)可變電阻。調(diào)整電阻值變大或變??；流經(jīng)這個(gè)電阻的電流也隨之增加或減少，從而改變了LED的電流值，使燈泡的亮度相應(yīng)變大或變小。設(shè)計(jì)思路—模擬電路部分缺點(diǎn)盡管模擬控制看起來可能直觀而簡單，但它并不總是非常經(jīng)濟(jì)或可行的。（不適用我們STM32開發(fā)）1.模擬電路容易隨時(shí)間漂移，因而難以調(diào)節(jié)。能夠解決這個(gè)問題的精密模擬電路可能非常龐大、笨重(如老式的家庭立體聲設(shè)備)和昂貴。2.模擬電路還有可能嚴(yán)重發(fā)熱，其功耗相對(duì)于工作元件兩端電壓與電流的乘積成正比。3.模擬電路還可能對(duì)噪聲很敏感，任何擾動(dòng)或噪聲都肯定會(huì)改變電流值的大小。山東師范大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院設(shè)計(jì)思路山東師范大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院調(diào)整亮的時(shí)間比例實(shí)現(xiàn)燈亮度的逐步控制設(shè)計(jì)思路山東師范大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院PWM是PulseWidthModulation的縮寫，中文意思就是脈沖寬度調(diào)制，簡稱脈寬調(diào)制。它是利用微處理器的數(shù)字輸出來對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，其控制簡單、靈活和動(dòng)態(tài)響應(yīng)好等優(yōu)點(diǎn)而成為電力電子技術(shù)最廣泛應(yīng)用的控制方式，其應(yīng)用領(lǐng)域包括測(cè)量，通信，功率控制與變換，電動(dòng)機(jī)控制、伺服控制、調(diào)光、開關(guān)電源，甚至某些音頻放大器，因此學(xué)習(xí)PWM具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。實(shí)現(xiàn)功能山東師范大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院實(shí)現(xiàn)LED9的呼吸燈效果！

這里面的脈沖寬度即在一個(gè)周期內(nèi)輸出高電平的時(shí)間與整個(gè)周期的比值，也叫占空比。設(shè)計(jì)思路山東師范大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院用PWM技術(shù)實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)：若調(diào)制信號(hào)的頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信號(hào)接受者的分辨率，則接收者并不能感知數(shù)字信號(hào)的0和1，它獲得的是信號(hào)的平均效果，平均值與占空比成有關(guān)(正比關(guān)系）。

PWM采用調(diào)整脈沖占空比的方式達(dá)到調(diào)整電壓與電流的效果。如：在1ms內(nèi)，高電平占0.3ms，低電平占0.7ms。LED燈通電0.3ms，斷電0.7ms，這樣的脈沖占空比為30%。PWM工作模式山東師范大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院常用的PWM模式有以下兩種：PWM1模式山東師范大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院常用的PWM模式有以下兩種：PWM信號(hào)的生成樣式與計(jì)數(shù)器寄存器（TIMx_CNT）、自動(dòng)重載寄存器（TIMx_ARR）、捕獲/比較寄存器（TIMx_CCRy）PWM2模式山東師范大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院常用的PWM模式有以下兩種：PWM信號(hào)的生成樣式與計(jì)數(shù)器寄存器（TIMx_CNT）、自動(dòng)重載寄存器（TIMx_ARR）、捕獲/比較寄存器（TIMx_CCRy）PWM占空比調(diào)節(jié)圖山東師范大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院PWM輸出頻率是不變的，改變的是CCR寄存器內(nèi)的值，此值的改變將導(dǎo)致PWM輸出信號(hào)占空比的改變。選擇呼吸燈對(duì)應(yīng)的定時(shí)器山東師范大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院實(shí)現(xiàn)呼吸燈流程分析山東師范大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院2.默認(rèn)PWM的輸出功能時(shí)關(guān)閉的，需要調(diào)用函數(shù)開啟。HAL_TIM_PWM_Start(&htim4,TIM_CHANNEL_3);（開啟）HAL_TIM_PWM_Stop(&htim4,TIM_CHANNEL_3);（停止）1.使用CubeMX軟件對(duì)定時(shí)器4通道3進(jìn)行初始化配置。（PB8對(duì)應(yīng)TIM4_CH3）3.主循環(huán)中，編寫程序控制PWM輸出信號(hào)的占空比STM32CubeMX配置山東師范大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院打開最左側(cè)的Timers選項(xiàng)，在其內(nèi)部選項(xiàng)中，點(diǎn)擊TIM4。在中間列，“TIME4MODEandConfiguration”中，Mode參數(shù)作如下設(shè)置：ClockSource：InternalClockChannel3：PWMGenerationCH3STM32CubeMX配置山東師范大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院“TIME4MODEandConfiguration”中，Configuration中參數(shù)作如下設(shè)置：Prescaler：72-1

CounterMode：Up

CounterPeriod：500-1auto-reloadpreload：EnablePWMGenerationChannel3中，Mode：PWMmode1Pulse：100CHPolarity：Low代碼山東師范大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院在初始化函數(shù)中調(diào)用HAL_TIM_PWM_Start（）函數(shù)代碼山東師范大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院voidTIM_SetTIM4Compare3(uint32_tcompare){ TIM4->CCR3=compare;}定時(shí)器4通道三占空比值（燈的亮度值）代碼山東師范大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院while(1){HAL_Delay(5);if(dir)led9pwmval++;elseled9pwmval--;if(led9pwmval>360)dir=0;if(led9pwmval==0)dir=1;TIM4->CCR3=led9pwmval;}500T11003000T2TIM4_ARR的值TIM4_CNT的值TIM4_CCR3的值PWM1模式有效電平為低

uint8_tdir=1; uint16_tled9pwmval=0;代碼山東師范大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院while(1){HAL_Delay(5);if(dir)led9pwmval++;elseled9pwmval--;if(led9pwmval>360)dir=0;if(led9pwmval==0)dir=1;TIM4->CCR3=led9pwmval;}500T11003000T2TIM4_ARR的值TIM4_CNT的值TIM4_CCR3的值PWM1模式有效電平為低

uint8_tdir=1; uint16_tled9pwmval=0;實(shí)踐