如何利用TIM3的CH2输出PWM来控制DS0的亮度呢

实验目的

  使用TIM3的通道2，把通道2重映射到PB5，产生PWM来控制DS0的亮度


  实验内容

  脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制，是利用 微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。简单一点，就是对脉冲宽 度的控制。
  STM32 的定时器除了 TIM6 和 7。其他的定时器都可以用来产生 PWM 输出。其中高级定 时器 TIM1 和 TIM8 可以同时产生多达 7 路的 PWM 输出。而通用定时器也能同时产生多达 4 路的 PWM 输出，这样，STM32 最多可以同时产生 30 路 PWM 输出！
  要使 STM32 的通用定时器 TIMx 产生 PWM 输出，除了上一章介绍的寄存器外，我们还会 用到 另外3 个寄存器。
  
  寄存器

  捕获/比较模式寄存器（TIMx_CCMR1/2）

  TIMx_CCMR1 控制 CH1 和 2，而 TIMx_CCMR2 控制 CH3 和 4。
  
  

  

上面一层对应输出而下面的则对应输入。。这里我们需要说明的是模式设置位 OCxM，此部分由 3 位组成。 总共可以配置成 7 种模式，我们使用的是 PWM 模式，所以这 3 位必须设置为 110/111。这两种 PWM 模式的区别就是输出电平的极性相反。

  

  


  

  


  

  



  捕获/比较使能寄存器（TIMx_CCER）

  
  

  

  该寄存器比较简单，我们这里只用到了 CC2E 位，该位是输入/捕获 2 输出使能位，要想 PWM 从 IO 口输出，这个位必须设置为 1，所以我们需要设置该位为 1。
  
  捕获/比较寄存器（TIMx_CCR1~4）

  该寄存器总共有 4 个，对应 4 个 输通道 CH1~4。下面以CCR1为例

  

  

在输出模式下，该寄存器的值与 CNT 的值比较，根据比较结果产生相应动作。利用这点， 我们通过修改这个寄存器的值，就可以控制 PWM 的输出脉宽了。
  我们要利用 TIM3 的 CH2 输出 PWM 来控制 DS0 的亮度，但是 TIM3_CH2 默认是接在 PA7 上面的，而我们的 DS0 接在 PB5 上面，如果普通 MCU，可能就只能用飞线把 PA7 飞到 PB5 上来实现了，不过，我们用的是 STM32，它比较高级，可以通过重映射功能，把 TIM3_CH2 映射到 PB5 上。
  
  复用重映射和调试 IO 配置寄存器（AFIO_MAPR）

  
  

  

我们这里用到的是 TIM3 的重映射，从上图可以看出，TIM3_REMAP 是由[11:10]这 2 个位 控制的。
  
  

  

  默认条件下，TIM3_REMAP[1:0]为 00，是没有重映射的，所以 TIM3_CH1~TIM3_CH4 分 别是接在 PA6、PA7、PB0 和 PB1 上的，而我们想让 TIM3_CH2 映射到 PB5 上，则需要设置 TIM3_REMAP[1:0]=10，即部分重映射，这里需要注意，此时 TIM3_CH1 也被映射到 PB4 上了。
  
  相关步骤

  1） 开启TIM3时钟以及复用功能时钟，配置PB5为复用输出

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //使能定时器 3 时钟
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);  //复用时钟使能
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //复用推挽输


2） 设置TIM3_CH2重映射到PB5上


        GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE); //第一个 入口参数可以理解为设置重映射的类型
        //TIM3 部分重映射入口参数为 GPIO_PartialRemap_TIM3


3） 初始化 TIM3,设置 TIM3 的 ARR 和 PSC


在开启了 TIM3 的时钟之后，我们要设置 ARR 和 PSC 两个寄存器的值来控制输出 PWM 的 周期。


        TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置自动重装载
        TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置预分频值
        TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
        TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式
        TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据指定的参数初始化 TIMx 的


4） 设置 TIM3_CH2 的 PWM 模式，使能 TIM3 的 CH2 输出


通过配置 TIM3_CCMR1 的相关位来控制 TIM3_CH2 的模式。在库函数中，PWM 通道设 置是通过函数 TIM_OC1Init()~TIM_OC4Init()来设置的，不同的通道的设置函数不一样，这里我 们使用的是通道 2，所以使用的函数是 TIM_OC2Init()。


        void TIM_OC2Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct)；
        typedef struct {   
                uint16_t TIM_OCMode;        //设置模式是 PWM 还是输出比较，这里我们是 PWM 模式,TIM_OCMode_PWM2
                uint16_t TIM_OutputState;        //比较输出使能，也就是使能 PWM 输出到端口。 TIM_OutputState_Enable
                uint16_t TIM_OutputNState; */   
                uint16_t TIM_Pulse;            
                uint16_t TIM_OCPolarity;       //设置极性是高还是低,TIM_OCPolarity_High
                uint16_t TIM_OCNPolarity;      
                uint16_t TIM_OCIdleState;     
                uint16_t TIM_OCNIdleState;   //其他参数是高级定时器TIM1和TIM8才会用到
        } TIM_OCInitTypeDef;


5） 使能 TIM3


TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  //使能 TIM3


6） 修改 TIM3_CCR2 来控制占空比


最后，在经过以上设置之后，PWM 其实已经开始输出了，只是其占空比和频率都是固定 的，而我们通过修改 TIM3_CCR2 则可以控制 CH2 的输出占空比。继而控制 DS0 的亮度。
修改 TIM3_CCR2 占空比的函数是：


        void TIM_SetCompare2(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare2)；


  

    
  相关代码


#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "timer.h"

int main(void)
{               
        u16 led0pwmval=0;
        u8 dir=1;       
        delay_init();                     //延时函数初始化          
        NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);          //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
        uart_init(115200);         //串口初始化为115200
        LED_Init();                             //LED端口初始化
        TIM3_PWM_Init(899,0);         //不分频。PWM频率=72000000/900=80Khz,周期的倒数
        while(1)
        {
                delay_ms(10);         
                if(dir)led0pwmval++;
                else led0pwmval--;


                if(led0pwmval>300)dir=0;
                if(led0pwmval==0)dir=1;                                                                                 
                TIM_SetCompare2(TIM3,led0pwmval);                  
        }         
}
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
}
总结

下一篇是关于输入捕获，我个人觉得学的越多，越会发现自己的不足；下次更新本文，加点自己的想法上去。