STM32F103RCT6开发板M3单片机教程07--TIMER1CH1输出 PWM做LED呼吸灯

sunsili · 发表于 2021-12-30 23:36:36

本帖最后由 sunsili 于 2024-2-20 16:21 编辑

STM32F103RCT6开发板M3单片机教程07-TIMER1CH1输出 PWM做LED呼吸灯

本教程使用是（光明谷SUN_STM32mini开发板）

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详细参阅
[推荐]STM32F103RCT6开发板M3单片机最小系统板学习板带USB JTAG...

资料下载

STM32F103RCT6_SDK开发资料应用手册下载

书接上回：
上回我们用Timer2做了一个定时中断，让LED灯闪烁(STM32F103RCT6开发板M3单片机教程06--定时器中断 .. )

这回我们用Timer1的CH1 输出PWM做呼吸灯参看原理图（详细到 STM32F103RCT6_SDK开发资料应用手册下载）

何为呼吸灯?
慢慢变亮又慢慢变暗到灭，如此往复循环灯为呼吸灯也。

得知PA8连接LED阴极，低电平点亮。
参考STM32F103RCT6数据手册，发现PA8是Timer1的CH1，可以输出PWM

上回有云：
大容量的STM32F103xx增强型系列产品包含最多2个高级控制定时器、 4个普通定时器和2个基本定时器，以及2个看门狗定时器和1个系统嘀嗒定时器。
下表比较了高级控制定时器、普通定时器和基本定时器的功能：

高级控制定时器(TIM1和TIM8)
两个高级控制定时器(TIM1和TIM8)可以被看成是分配到6个通道的三相PWM发生器，它具有带死区插入的互补PWM输出，还可以被当成完整的通用定时器。四个独立的通道可以用于：
● 输入捕获
● 输出比较
● 产生PWM(边缘或中心对齐模式)
● 单脉冲输出
配置为16位标准定时器时，它与TIMx定时器具有相同的功能。配置为16位PWM发生器时，它具有全调制能力(0~100%)。
在调试模式下，计数器可以被冻结，同时PWM输出被禁止，从而切断由这些输出所控制的开关。
很多功能都与标准的TIM定时器相同，内部结构也相同，因此高级控制定时器可以通过定时器链接功能与TIM定时器协同操作，提供同步或事件链接功能。

程序流程：

1、系统初始化（RCC, GPIO)
2、设定初始LED亮度为0，亮度递增
3、高度到100%(全亮时），亮度递减
返回第2步

开发码码

复制上节的工程源，更改文件夹名
修改BSP下Led.c, LED_GPIO_Config函数
更改主GPIO输出模式
原：// GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //设置引脚工作模式为通用推挽输出
改：GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //PWMout

/*******************************************************************************
* 函数名 : LED_GPIO_Config
* 描述 : LED IO配置
* 输入 : 无
* 输出 : 无
* 返回 : 无
* 说明 : LED(1~4)的IO口分别是:PB5,PB6,PB7,PB8
*******************************************************************************/
void LED_GPIO_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //定义一个GPIO_InitTypeDef类型的GPIO初始化结构体
RCC_APB2PeriphClockCmd(LED_RCC, ENABLE); //使能GPIOB的外设时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED_ALL; //选择要初始化的GPIOB引脚(PA5,PA6,PA7,PA8)
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //PWMout
// GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //设置引脚工作模式为通用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //设置引脚输出最大速率为50MHz
GPIO_Init(LED_PORT, &GPIO_InitStructure); //调用库函数中的GPIO初始化函数，初始化GPIOB中的PA5,PA6,PA7,PA8引脚
LED_ALL_OFF(); //关闭ALL_LED
}

复制代码

修改main.c, 原Timer2 定时函数，修改通用Timer_Init_Config定时中断配置函数（这个也可以不修改不影响功能，为了让源码更接近实际项目代码，提高代码可用性，可移植性，所以这样修改）一般来说TimerPeriod越大越好越定时越精确，但不能超过16bits 最大数65535。

/*******************************************************************************
* 函数名 : Timer_Init_Config
* 描述 : Timer初始化配置
* 输入 : TIM_TypeDef* TIMx 定时器名 TIM1~8
uint16_t fre_hz 定时器　中断频率
* 输出 : 无
* 返回 : 无
* 说明 : 无
*******************************************************************************/
void Timer_Init_Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t fre_hz)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
uint16_t TimerPeriod = 0;
uint16_t TimerPrescaler = 71; //1Mhz Timer Conter frequency
/* Compute the value to be set in ARR regiter to generate signal frequency at Fre_hz */
TimerPeriod = (SystemCoreClock / fre_hz /( TimerPrescaler +1)) - 1;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = TimerPeriod; //4999; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值(计数到5000为500ms)
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = TimerPrescaler; //7199; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值(10KHz的计数频率) 71
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = TIM_CKD_DIV1
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIMx, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
/*中断优先级NVIC设置*/
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn; //TIM2中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; //先占优先级1级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //从优先级1级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能IRQ通道
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //初始化NVIC寄存器
TIM_ITConfig(TIMx, TIM_IT_Update, ENABLE ); //使能TIMx指定的中断
TIM_Cmd(TIMx, ENABLE); //使能TIMx外设
}

复制代码

修改main函数

/*******************************************************************************
* 函数名 : main
* 描述 : 主函数，用户程序从main函数开始运行
* 输入 : 无
* 输出 : 无
* 返回值 : int:返回值为一个16位整形数
* 说明 : 无
*******************************************************************************/
int main(void)
{
u8 keyVal;
RCC_Configuration();
SysTick_Init_Config();
USART1_Init_Config(115200);//USART1初始化配置
LED_GPIO_Config();
Key_GPIO_Config();
printf ("*===================================================*\n");
printf ("* * Name: Sun STM32 mini Demo Code. *************\n");
printf ("* * (C) Sunshine Silicon Corporation *************\n");
printf ("* * Website: http://www.sunsili.com *************\n");
printf ("* * E-Mail : fan@sunsili.com *************\n");
printf ("*===================================================*\n");
printf ("* Sun STM32 mini PWM Demo code .*\n");
lum = 0; //Start luminance 0
flag = 1; //Up count in
Timer_Ch1_pwm_init(TIM1, 10000, lum);
Timer_Init_Config(TIM2, 100); //Timer2初始化配置 100Hz 中断频率　10ms中断一次
while (1)
{
if(tim2_tick)
{
tim2_tick = 0;
if(flag)
{
if(++lum >= 100)
{
flag = 0; //Down count in
}
// LED4_ON();
}
else
{
if(!lum)
{
flag = 1;
}
else
{
lum--;
}
// LED4_OFF();
}
TIM_OC1_set_Pulse(TIM1, 10000, 100-lum);
}
}

复制代码

增加：

/*******************************************************************************
* 函数名 : Timer_Ch1_pwminit
* 描述 : 定时器 Ch1 pwm 初始化
* 输入 : TIM_TypeDef* TIMx 定时器名 TIM1~8
uint16_t fre_hz PWM 频率
uint16_t dty　占空比 0-100
* 输出 : 无
* 返回 : 无
* 说明 : 无
*******************************************************************************/
void Timer_Ch1_pwm_init(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t fre_hz, uint16_t dty)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
uint16_t TimerPeriod = 0;
uint16_t Channel1Pulse = 0;
/* TIM1 Configuration ---------------------------------------------------
Generate 7 PWM signals with 4 different duty cycles:
TIM1CLK = SystemCoreClock, Prescaler = 0, TIM1 counter clock = SystemCoreClock
SystemCoreClock is set to 72 MHz for Low-density, Medium-density, High-density
and Connectivity line devices and to 24 MHz for Low-Density Value line and
Medium-Density Value line devices
The objective is to generate 7 PWM signal at 17.57 KHz:
- TIM1_Period = (SystemCoreClock / 17570) - 1
The channel 1 and channel 1N duty cycle is set to 50%
The channel 2 and channel 2N duty cycle is set to 37.5%
The channel 3 and channel 3N duty cycle is set to 25%
The channel 4 duty cycle is set to 12.5%
The Timer pulse is calculated as follows:
- ChannelxPulse = DutyCycle * (TIM1_Period - 1) / 100
----------------------------------------------------------------------- */
/* Compute the value to be set in ARR regiter to generate signal frequency at Fre_hz */
TimerPeriod = (SystemCoreClock / fre_hz ) - 1;
/* Compute CCR1 value to generate a duty cycle at duty for channel 1 and 1N */
Channel1Pulse = (uint16_t) (((uint32_t) dty * (TimerPeriod - 1)) / 100);
/* Compute CCR2 value to generate a duty cycle at 37.5% for channel 2 and 2N */
// Channel2Pulse = (uint16_t) (((uint32_t) 375 * (TimerPeriod - 1)) / 1000);
/* Compute CCR3 value to generate a duty cycle at 25% for channel 3 and 3N */
// Channel3Pulse = (uint16_t) (((uint32_t) 25 * (TimerPeriod - 1)) / 100);
/* Compute CCR4 value to generate a duty cycle at 12.5% for channel 4 */
// Channel4Pulse = (uint16_t) (((uint32_t) 125 * (TimerPeriod- 1)) / 1000);
/* Time Base configuration */
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = TimerPeriod;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure);
/* Channel 1, 2,3 and 4 Configuration in PWM mode */
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = Channel1Pulse;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Set;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState = TIM_OCIdleState_Reset;
TIM_OC1Init(TIMx, &TIM_OCInitStructure);
/* TIM1 counter enable */
TIM_Cmd(TIMx, ENABLE);
/* TIM1 Main Output Enable */
TIM_CtrlPWMOutputs(TIMx, ENABLE);
}
/*******************************************************************************
* 函数名 : TIM_OC1_set_Pulse
* 描述 : 定时器 Ch1 pwm　脉冲相关设置
* 输入 : TIM_TypeDef* TIMx 定时器名 TIM1~8
uint16_t prd PWD周期
uint16_t dty　占空比 0-100
* 输出 : 无
* 返回 : 无
* 说明 : 无
*******************************************************************************/
void TIM_OC1_set_Pulse(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t fre_hz, uint16_t dty)
{
uint16_t Channel1Pulse = 0;
uint16_t TimerPeriod = 0;
/* Compute the value to be set in ARR regiter to generate signal frequency at Fre_hz */
TimerPeriod = (SystemCoreClock / fre_hz ) - 1;
/* Compute CCR1 value to generate a duty cycle at duty for channel 1 and 1N */
Channel1Pulse = (uint16_t) (((uint32_t) dty * (TimerPeriod - 1)) / 100);
/* Set the Capture Compare Register value */
TIMx->CCR1 = Channel1Pulse;
}

复制代码

修改：RCC_Configuration函数

/*******************************************************************************
* 函数名 : RCC_Configuration
* 描述 : 设置系统时钟为72MHZ(这个可以根据需要改)
* 输入 : 无
* 输出 : 无
* 返回值 : 无
* 说明 : STM32F107x和STM32F105x系列MCU与STM32F103x系列MCU时钟配置有所不同
*******************************************************************************/
void RCC_Configuration(void)
{
ErrorStatus HSEStartUpStatus; //外部高速时钟(HSE)的工作状态变量
RCC_DeInit(); //将所有与时钟相关的寄存器设置为默认值
RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON); //启动外部高速时钟HSE
HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp(); //等待外部高速时钟(HSE)稳定
if(SUCCESS == HSEStartUpStatus) //如果外部高速时钟已经稳定
{
/* Enable Prefetch Buffer */
FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable); //Flash设置
/* Flash 2 wait state */
FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1); //设置AHB时钟等于系统时钟(1分频)/72MHZ
RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1); //设置APB2时钟和HCLK时钟相等/72MHz(最大为72MHz)
RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2); //设置APB1时钟是HCLK时钟的2分频/36MHz(最大为36MHz)
RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9); //PLLCLK = 8MHz * 9 = 72 MHz
RCC_PLLCmd(ENABLE); //使能PLL
while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET); //等待PLL稳定
RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK); //设置系统时钟的时钟源为PLL
while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08); //检查系统的时钟源是否是PLL
RCC_ClockSecuritySystemCmd(ENABLE); //使能系统安全时钟
/* TIM1 GPIOx clock enable */
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1 | RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_GPIOD | RCC_APB2Periph_GPIOE | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
/* TIM2 clock enable */
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
}
}

复制代码

保存全部，编译，下载。

运行结果：

总结课后作业
函数封装，原则：
1.main函数尽量少代码，简洁明了，体现主要让MCU干了哪些事。
2.中断服务函数尽量占用MCU运行时间，如果中断里占用MCU大量运行时间，会干扰其他任务执行
3.提高代码复用，提高代码效率，这样可以低配置的MCU, 干更多事，降低成本，重点涨工资
4.可移植性

07STM32F103RCT6_PWM.zip (318.95 KB, 下载次数: 1)

sunsili · 发表于 2021-12-31 00:00:08

本帖最后由 sunsili 于 2024-2-20 16:22 编辑

工程源码包里， maini.c 有个没用到的函数：void led_breath (void);
一起来精简一下main函数吧，知道做的小伙伴，做出来，有奖品

sunsili · 发表于 2021-12-31 00:04:58

代码，还有几处不严谨的地方，全部找出来，也有奖品，
奖品统统是开发板

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