PWM

OC(Output Compare)输出比较

​ 输出比较可以通过比较CNT与CCR寄存器值的关系，来对输出电平进行置1、置0或翻转的操作，用于输出一定频率和占空比的PWM波形 每个高级定时器和通用定时器都拥有4个输出比较通道高级定时器的前3个通道额外拥有死区生成和互补输出的功能。

PWM(Pulse Width Modulation)脉冲宽度调制

​ 在具有惯性的系统中，可以通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要的模拟参量，常应用于电机控速等领域。

PWM参数：

频率 = 1 / TS 占空比 = TON / TS 分辨率 = 占空比

高级输出比较通道

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通用输出比较通道

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输出比较模式

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PWM基本结构

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蓝色：CNT 红色：CCR 黄色：ARR

PSC一般为78MHz

参数计算

PWM频率： Freq = CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1)

PWM占空比： Duty = CCR / (ARR + 1)

PWM分辨率： Reso = 1 / (ARR + 1)

有关输出比较的函数

（1）结构体初始化输出比较单元

用来配置输出比较模块，位于tim.h第1056~1059

在PWM结构图中可知它有四个输出比较单元，对应四个函数

（选择定时器，输出比较参数）

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void TIM_OC1Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);
void TIM_OC2Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);
void TIM_OC3Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);
void TIM_OC4Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);

（2）使用高级定时器输出PWM使能主输出

位于tim.h第1068

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void TIM_CtrlPWMOutputs(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);

*（3）配置强制输出模式，暂停输入波频强制输出高低电平

位于tim.h第1088~1091

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void TIM_ForcedOC1Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ForcedAction);
void TIM_ForcedOC2Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ForcedAction);
void TIM_ForcedOC3Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ForcedAction);
void TIM_ForcedOC4Config(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_ForcedAction);

*（4）配置CCR寄存器预装功能（影子寄存器）

写入的值不会生效，在更新事件后才会

位于tim.h第1096~1099

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void TIM_OC1PreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPreload);
void TIM_OC2PreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPreload);
void TIM_OC3PreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPreload);
void TIM_OC4PreloadConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPreload);

*（5）配置快速使能

位于tim.h第1101~1104

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void TIM_OC1FastConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCFast);
void TIM_OC2FastConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCFast);
void TIM_OC3FastConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCFast);
void TIM_OC4FastConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCFast);

*（6）外部事件时清除REF信号

位于tim.h第1104~1107

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void TIM_ClearOC1Ref(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCClear);
void TIM_ClearOC2Ref(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCClear);
void TIM_ClearOC3Ref(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCClear);
void TIM_ClearOC4Ref(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCClear);

（7）单独设置输出比较极性

位于tim.h第1108~1114

NPolarityConfig是高级定时器里互补通道的配置

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void TIM_OC1PolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPolarity);
void TIM_OC1NPolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCNPolarity);
void TIM_OC2PolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPolarity);
void TIM_OC2NPolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCNPolarity);
void TIM_OC3PolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPolarity);
void TIM_OC3NPolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCNPolarity);
void TIM_OC4PolarityConfig(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_OCPolarity);

（8）单独修改输出使能参数

位于tim.h第1115~1116

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void TIM_CCxCmd(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_Channel, uint16_t TIM_CCx);
void TIM_CCxNCmd(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_Channel, uint16_t TIM_CCxN);

（9）单独更改输出比较模式

位于tim.h第1117

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void TIM_SelectOCxM(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_Channel, uint16_t TIM_OCMode);

（10）单独更改CCR寄存器【重点】

位于tim.h第1127~1130

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TIM_SetCompare1(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare1);
TIM_SetCompare2(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare2);
TIM_SetCompare3(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare3);
TIM_SetCompare4(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare4);

（11）给结构体赋初始值

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TIM_OCStructInit(TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);

(2)结构体初始化输出比较单元

TIM_OCInitTypeDef…?

TIM_OCMode

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//冻结模式
TIM_OCMode_Timing                  ((uint16_t)0x0000)
//相等时置有效电平
TIM_OCMode_Active                  ((uint16_t)0x0010)
//相等时置无效电平
TIM_OCMode_Inactive                ((uint16_t)0x0020)
//相等时电平翻转
TIM_OCMode_Toggle                  ((uint16_t)0x0030)
//PWM输出比较模式
TIM_OCMode_PWM1                    ((uint16_t)0x0060)
TIM_OCMode_PWM2

TIM_OCPolarity

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//极性不翻转，REF波形直接输出，有效电平为高电平
TIM_OCPolarity_High                ((uint16_t)0x0000)
//极性翻转，REF电平取反，有效电平为低电平
TIM_OCPolarity_Low                 ((uint16_t)0x0002)

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse

CCR

ARR，PSC，CCR共同决定输出PWM周期和占空比

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要使用复用推挽输出，因为对于普通的开漏/推挽输出，引脚的控制权来自于输出数据寄存器，如果想让定时器来控制引脚，就要使用复用开漏/推挽输出模式。

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PWM频率是1000 PWM占空比50% PWM分辨率1%

CK_PSC=72M

引脚重映射

（1）引脚定义

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(2)引脚重定义

使用AFIO，AFIO指的是IO复用的意思 ，即一个IO口用在多个外设上的意思。

引脚重映射配置，先打开AFIO时钟

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RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);		
GPIO_PinRemapConfig(uint32_t GPIO_Remap, FunctionalState NewState);

关闭调试端口的复用，SWJ=SWD+JTAG

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GPIO_Remap_SWJ_NoJTRST //解除JTRST引脚复用（PB4变回GPIO）
GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable  //解除JTAG调试端口复用（PA15,PB3，PB4变回GPIO）
GPIO_Remap_SWJ_Disable     //把SWD和JTAG的调试端口全部解除

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同一个定时器的不同通道输出的PWM

因为不同通道共用一个计数器，所以他们的频率是一样的，相位同步。、

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   TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);
TIM_OC2Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);
TIM_OC3Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);
TIM_OC4Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);

计算

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PWM频率是1000 PWM占空比50% PWM分辨率1%

CK_PSC=72M

舵机要求的周期是20ms，那频率就是1/20ms=50MHz

舵机要求的高电平时间是0.5ms~2.5ms

（PSC+1）=72 CCR=500(0.5ms)

（ARR+1）=20K

舵机

舵机是一种根据输入PWM信号占空比来控制输出角度的装置 输入PWM信号要求：周期为20ms，高电平宽度为0.5ms~2.5ms

注意：对PWM输出的数值有要求。

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Servo.c

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#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "PWM.h"

void Servo_Init(void)
{
	PWM_Init();	//初始化舵机的底层PWM
}

void Servo_SetAngle(float Angle)
{
	PWM_SetCompare2(Angle / 180 * 2000 + 500);	//设置占空比
//将角度线性变换，对应到舵机要求的占空比范围上
}

对于PWM配置的数值：

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/*时基单元初始化*/
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;	
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; 
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; 
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 20000 - 1;//ARR
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1;//PSC
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数器
	TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);

电机

直流电机是一种将电能转换为机械能的装置，有两个电极，当电极正接时，电机正转，当电极反接时，电机反转直流电机属于大功率器件，GPIO口无法直接驱动，需要配合电机驱动电路来操作TB6612是一款双路H桥型的直流电机驱动芯片，可以驱动两个直流电机并且控制其转速和方向。

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Motor.c

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#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "PWM.h"

void Motor_Init(void)
{
	/*开启时钟*/
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);	
	
	PWM_Init()
}

void Motor_SetSpeed(int8_t Speed)
{
	if (Speed >= 0)							
	{
		GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);	
		GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);	
		PWM_SetCompare3(Speed);				
	}
	else									
	{
		GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);	
		GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);	
		PWM_SetCompare3(-Speed);
	}
}

main.c

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Motor_SetSpeed(Speed);