STM32学习记录

2024-07-10 12:33| 来源: 网络整理| 查看: 265

前言

😎😎最近学习PWM波形输出，记录一下学习心得，对于我们输出的波形，主要依赖三个数据算出来，芯片的自带的主频（即CPU的时钟频率），arr 是计数值，psc 是预分频值，我们输出的波形根据这个三个数据算出周期，还有一个变量数值来调控PWM波输出的占空比😎

进入正题➡️

一、STM32F407 1.介绍

ART技术使得程序零等待执行，提升了程序执行的效率，将Cortext-M4的性能发挥到了极致，

使得STM32 F4系列可达到210DMIPS@168MHz。

自适应实时加速器能够完全释放Cortex-M4 内核的性能;当CPU 工作于所有允许的频率(≤168MHz)时，在闪存中运行的程序，可以达到相当于零等待周期的性能

2.芯片的主频

Stm32F407主频（即CPU的时钟频率）：168MHZ

3.示波器图片以及解释 3.1计算公式、封装PWM /* STM32f407的主频=168MHZ arr=100 psc=1000 168,000,000/168/1000=1000HZ 1÷1000＝0.001秒×1000＝1ms 1/20000=0.00005（秒） */ static u32 HZ=1000; //单位HZ 1000HZ=1ms(毫秒)=1000=1000us(微妙) static u32 arr=168,psc; //计算分频率 static void psc_num(u32 arr,u32 HZ){ psc=168000000/arr/HZ; }

解释：因为上面知道了stm32f407的时钟频率为168，那么我们要得到PWM的周期为1ms的波形，只需要把HZ函数输入1000，如上图所示，1000HZ=1ms，这样我们就可以得到1ms的波形图

一个完整的周期就是2ms，占空比为50%，其他的周期计算方法相识，只要改一下HZ函数

说了周期如何设置，现在开始占空比，因为我们计数值设置的168，所以计数值不能大于这个数值

我写了一个自定义占空比的函数，只需高在主函数调用者函数，把我们的计数值和想要的得到的占空比输入进去，即可得到我们想要的波形

/** * @brief Specific_Value(u32 led0pwmval,double Cycle) * @param led0pwmval 参数修改比值达到占空比的调解 * @param Value 占空比比值 * @retval 用户可以直接规定PWM占空比 */ void Specific_Value(u32 led0pwmval,float Value){ u32 num=0; num = led0pwmval*Value/100; TIM_SetCompare1(GENERAL_TIM,num); //修改比较值，修改占空比 }

Specific_Value(arr,20.25),//主函数使用函数，以及输出的波形

4.实现代码 PWM.h #ifndef _TIMER_H #define _TIMER_H #include "sys.h" #define GENERAL_OCPWM_PIN GPIO_Pin_5 #define GENERAL_OCPWM_GPIO_PORT GPIOA #define GENERAL_OCPWM_GPIO_CLK RCC_AHB1Periph_GPIOA #define GENERAL_OCPWM_PINSOURCE GPIO_PinSource5 #define GENERAL_OCPWM_AF GPIO_AF_TIM2 #define GENERAL_TIM TIM2 #define GENERAL_TIM_CLK RCC_APB1Periph_TIM2 void TIM2_PWM_Init(u32 arr,u32 psc); void Duty_Cycle(u32 led0pwmval,u8 Cycle); void Specific_Value(u32 led0pwmval,float Cycle); #endif PWM.c #include "pwm.h" #include "usart.h" /* * 注意：TIM_TimeBaseInitTypeDef结构体里面有5个成员，TIM6和TIM7的寄存器里面只有 * TIM_Prescaler和TIM_Period，所以使用TIM6和TIM7的时候只需初始化这两个成员即可， * 另外三个成员是通用定时器和高级定时器才有. *----------------------------------------------------------------------------- * TIM_Prescaler 都有 * TIM_CounterMode TIMx,x[6,7]没有，其他都有（基本定时器） * TIM_Period 都有 * TIM_ClockDivision TIMx,x[6,7]没有，其他都有(基本定时器) * TIM_RepetitionCounter TIMx,x[1,8]才有(高级定时器) *----------------------------------------------------------------------------- 如果目标PWM的频率为F=1MHz，占空比D=0.5。 (ARR+1)*(PSC+1) = 72MHz/1MHz =72000000/1000000 =72 (ARR+1)*(PSC+1) = 72 = 8*9 → 则：可以令ARR = 7 , PSC = 8，由于占空比D=0.5，则：计算得到CRR=D*(ARR+1)=0.5*(7+1)=4 则：TIM_Pulse=CCR = （7+1）/2 = 4 */ //TIM14 PWM部分初始化 //PWM输出初始化 //arr：自动重装值 //psc：时钟预分频数 void TIM2_PWM_Init(u32 arr,u32 psc) { //此部分需手动修改IO口设置 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; RCC_APB1PeriphClockCmd(GENERAL_TIM_CLK,ENABLE); // 开启TIMx_CLK,x[2,3,4,5,12,13,14] RCC_AHB1PeriphClockCmd(GENERAL_OCPWM_GPIO_CLK, ENABLE); //使能PORTF时钟 GPIO_PinAFConfig(GENERAL_OCPWM_GPIO_PORT,GENERAL_OCPWM_PINSOURCE,GENERAL_OCPWM_AF); //GPIOF9复用为定时器14 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GENERAL_OCPWM_PIN; //GPIOF9 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; //复用功能 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; //速度100MHz GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出 GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉 GPIO_Init(GENERAL_OCPWM_GPIO_PORT,&GPIO_InitStructure); //初始化PF9 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=psc; //定时器分频 TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=arr; //自动重装载值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1; TIM_TimeBaseInit(GENERAL_TIM,&TIM_TimeBaseStructure);//初始化定时器14 //初始化TIM14 Channel1 PWM模式 TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式2 TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能 TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; //输出极性:TIM输出比较极性低 TIM_OC1Init(GENERAL_TIM, &TIM_OCInitStructure); //根据T指定的参数初始化外设TIM1 4OC1 TIM_OC1PreloadConfig(GENERAL_TIM, TIM_OCPreload_Enable); //使能TIM14在CCR1上的预装载寄存器 TIM_ARRPreloadConfig(GENERAL_TIM,ENABLE);//ARPE使能 TIM_Cmd(GENERAL_TIM, ENABLE); //使能TIM14 } /** * @brief Duty_Cycle(u32 led0pwmval,u8 Cycle) * @param led0pwmval 参数修改比值达到占空比的调解 * @param Cycle 数值为1-10.每一个数据代表一个占空比 |---------------------------------------| | Cycle = 1 = 0% | | Cycle = 1 = 99.48% | | Cycle = 2 = 49.94% | | Cycle = 3 = 33.32% | | Cycle = 4 = 24.96% | | Cycle = 5 = 19.96% | | Cycle = 6 = 16.60% | | Cycle = 7 = 14.21% | | Cycle = 8 = 12.50% | | Cycle = 9 = 11.00% | |---------------------------------------| * @retval 占空比修改 */ void Duty_Cycle(u32 led0pwmval,u8 Cycle){ u32 num=0; switch(Cycle){ case 1: num = led0pwmval; break; case 2: num = led0pwmval/2; break; //33% case 3: num = led0pwmval/3; break; case 4: //25% num = led0pwmval/4; break; //50% case 5: num = led0pwmval/5; break; case 6: num = led0pwmval/6; break; case 7: num = led0pwmval/7; break; case 8: num = led0pwmval/8;; break; case 9: num = led0pwmval/9; break; case 0: num = 0; break; default: printf("不存在该占空比\n"); break; } TIM_SetCompare1(GENERAL_TIM,num); //修改比较值，修改占空比 } /** * @brief Specific_Value(u32 led0pwmval,double Cycle) * @param led0pwmval 参数修改比值达到占空比的调解 * @param Value 占空比比值 * @retval 用户可以直接规定PWM占空比 */ void Specific_Value(u32 led0pwmval,float Value){ u32 num=0; num = led0pwmval*Value/100; TIM_SetCompare1(GENERAL_TIM,num); //修改比较值，修改占空比 }

主函数直接引用

二、STM32F103 1.介绍

STM32F系列属于中低端的32位ARM微控制器，该系列芯片是意法半导体（ST）公司出品，其内核是Cortex-M3 [1] 。

该系列芯片按片内Flash的大小可分为三大类：小容量（16K和32K）、中容量（64K和128K）、大容量（256K、384K和512K）。

芯片集成定时器Timer，CAN，ADC，SPI，I2C，USB，UART等多种外设功能。

2.芯片的主频

Stm32Ff103主频（即CPU的时钟频率）：72MHZ

3.实现代码

F407与F107除了PWM的配置不同以外，其他的函数可以直接复用F407的代码，如计算公式等

PWM.c #include "timer.h" #include "led.h" #include "usart.h" //通用定时器3中断初始化 //这里时钟选择为APB1的2倍，而APB1为36M //arr：自动重装值。 //psc：时钟预分频数 //这里使用的是定时器3! void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc) { TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //时钟使能 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //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 =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值 10Khz的计数频率 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式 TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位 TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE ); //使能指定的TIM3中断,允许更新中断 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; //TIM3中断 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //先占优先级0级 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //从优先级3级 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器 TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能TIMx外设 } //定时器3中断服务程序 void TIM3_IRQHandler(void) //TIM3中断 { if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) //检查指定的TIM中断发生与否:TIM 中断源 { TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update ); //清除TIMx的中断待处理位:TIM 中断源 LED1=!LED1; } } //TIM3 PWM部分初始化 //PWM输出初始化 //arr：自动重装值 //psc：时钟预分频数 void TIM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //使能定时器3时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); //使能GPIO外设和AFIO复用功能模块时钟 GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE); //Timer3部分重映射 TIM3_CH2->PB5 //设置该引脚为复用输出功能,输出TIM3 CH2的PWM脉冲波形 GPIOB.5 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //TIM_CH2 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO //初始化TIM3 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //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 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式 TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位 //初始化TIM3 Channel2 PWM模式 TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式2 TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能 TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性:TIM输出比较极性高 TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); //根据T指定的参数初始化外设TIM3 OC2 TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable); //使能TIM3在CCR2上的预装载寄存器 TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能TIM3 } PWM.h #ifndef __TIMER_H #define __TIMER_H #include "sys.h" void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc); void TIM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc); #endif l

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