STM32 HAL库 STM32CubeMX -- PWM（呼吸灯）_hal pwm

一、PWM简介

PWM （Pulse Width Modulation）就是对外输出脉宽（即占空比）可调的方波信号，简称脉宽调制；

信号频率由自动重装寄存器ARR 的值决定，占空比由比较寄存器CCR 的值决定。

PWM工作模式

PWM模式1 :
在向上计数时，一旦TIMx_CNT<TIMx_CCR1时通道1为有效电平，否则为无效电平；在向下计数时，一旦TIMx_CNT>TIMx_CCR1时通道1为无效电平(OC1REF=0)，否则为有效电平(OC1REF=1)。

总结就是：PWM模式1，无论是向上还是向下计数，当计数值小于重装载值是输出有效电平。

PWM模式2 :
在向上计数时，一旦TIMx_CNT<TIMx_CCR1时通道1为无效电平，否则为有效电平；在向下计数时，一旦TIMx_CNT>TIMx_CCR1时通道1为有效电平，否则为无效电平。

总结就是：PWM模式2，无论是向上还是向下计数，当计数值大于重装载值是输出有效电平。

在两种模式下TIMx_CNT(计数器当前值)与TIMx_CCR1(捕获/比较值) 只是决定是有效电平还是无效电平，有效电平可以是高电平也可以是低电平

以向上计数图例为例介绍

上图中：CNT（计数器当前值）、ARR（自动重装载值）之外，还多了一个值CCRx（捕获/比较寄存器值）

当CNT小于CCRx时，TIMx_CHx通道输出低电平；
当CNT等于或大于CCRx时，TIMx_CHx通道输出高电平。
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其中 预分频系数决定了PWM的时钟速度 、ARR（自动重装载值）的大小决定了PWM的周期 、 CRRx（捕获/比较寄存器值）决定了输出有效信号的时间

有效信号： 高电平、低电平

PWM的一个周期：
定时器从0开始向上计数；
0 ~ t1 ，定时器计数器TIMx_CNT值小于CCRx值 ，输出低电平；
t1 ~ t2 ，定时器计数器TIMx_CNT值大于CCRx值，输出高电平；
TIMx_CNT值达到ARR时 ，定时器溢出，重新向上计数；
循环上述过程；

PWM时间计算

PWM周期计算：

Tpwm = ( (ARR + 1) * (PSC + 1) ) / Tclk

ARR 是自动重装载的值
PSC 是预分频系数
Tclk 是对应的时钟频率

示例：Tclk = 72M 、ARR （自动重装载的值）= 9999、PSC （预分频系数）= 7199
Tpwm = ( (ARR + 1) * (PSC + 1) ) / Tclk = (7200*10000) / 72 000 000 = 1s

占空比：

Duty circle = TIM3->CCR1 / ARR (单位：%)

二、STM32Cube MX配置

基本配置可以参考：STM32 CubeMx教程 – 基础知识及配置使用教程

配置RCC，配置为外部晶振模式

配置SYS ，Debug为Serial Wire

配置TIM，设置为内部时钟，选择通道一为PWM输出模式，正好对应到PA8，用于输出呼吸灯

配置PWM的具体参数，预分频系数为 71，自动重装载值为 499，定时器溢出频率，即PWM的周期，就是 72MHz/(71+1)/(499+1) = 2kHz

Mode： PWM模式1或模式2

Pulse： 占空比；对应捕获/比较寄存器2（TIMx_CCR2）中的CCR2[15:0]。

Output compare preload： 输出自动比较；对应捕获/比较模式寄存器1中的OC2PE位。输出比较2预装载使能

Fast Mode： PWM脉冲快速输出；对应捕获/比较模式寄存器1中的OC2FE位。输出比较2快速使能。

CH Polarity： 有效电平；对应捕获/比较使能寄存器（TIMx_CCER）中的CC2P位。定义输出极性。

配置时钟树

三、代码详解

涉及到的HAL库函数：

HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);  //开启PWM输出

__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_1,50);  //设置默认的占空比值
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代码示例：

int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */
	uint8_t pwm_value=0;   //PWM占空比
  /* 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 */	
  HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);	//使能TIM1的PWM Channel1 输出
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
		
		while (pwm_value < 500)
	  {
		  pwm_value++;
		  __HAL_TIM_SetCompare(&htim1, TIM_CHANNEL_1, pwm_value);    //修改比较值，修改占空比
//		  TIM1->CCR1 = pwm_value;    //与上方作用相同，直接修改寄存器
		  HAL_Delay(1);
	  }
	  while (pwm_value)
	  {
		  pwm_value--;
		  __HAL_TIM_SetCompare(&htim1, TIM_CHANNEL_1, pwm_value);    //修改比较值，修改占空比
//		  TIM1->CCR1 = pwmVal;    	 //与上方作用相同，直接修改寄存器
		  HAL_Delay(1);
	  }
	  HAL_Delay(200);
  }
  /* USER CODE END 3 */
}
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附录

本文涉及到的代码：STM32 HAL库 PWM例程