如何设置PWM波的频率和初始占空比？

在笔者的上一个博客《STM32F103C8T6编写简单的程序并烧录到板卡上》中，简单介绍了如何产生一个PWM波，但读者可能对设置PWM过程中修改的参数不是很理解。本篇博客将重点讲述如何设置PWM波的频率和初始占空比，以及如何实现占空比可调的PWM。本文中笔者使用的STM32型号仍然是F103C8T6，如果你的STM32型号与之不同也没关系，具体的操作方法是一样的，只是使用的具体引脚需要改变。
1.设置频率和占空比

首先按照《STM32F103C8T6编写简单的程序并烧录到板卡上》将PA8引脚设置为PWM输出引脚。
在Pinout & Configuration -> Timers -> TIMX 的Parameter Settings一栏中：

Prescaler代表分频数，首先参照《STM32F103C8T6编写简单的程序并烧录到板卡上》将时钟频率设置为8MHz，然后将Prescaler的值设置为128，代表PWM所用时钟频率为8MHz的128分频，即8M÷128=62500Hz。
Counter Mode代表计数模式，设置为up表示向上计数。
Counter Period代表一个PWM脉冲所占的时钟周期，将Counter Period的值设置为12500，代表一个PWM脉冲的频率为62500÷12500=5Hz。

在Parameter Settings一栏中向下翻页找到Pulse，它代表PWM中高电平所占的时钟周期，将Pulse的值设置为6250，代表PWM的占空比为6250÷12500=50%。
参照上述过程修改参数之后，PA8口就配置好了频率为5Hz，占空比为50%的PWM波。

2.实现占空比可调的PWM
首先参照1中过程配置好PWM初始化参数，随后在main.c函数中通过以下代码调节占空比：


HAL_TIM_PWM_Start(&htimX, TIM_CHANNEL_Y);
TIMX -> CCRY = 6250;


上述代码中，HAL_TIM_PWM_Start()函数用于启动PWM波的产生，其传入参数中的X代表选用的时钟源编号，Y代表选用的通道编号，如我们选择的PA8则是Timer1中的Channel1，即将上述代码改为：


HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);
TIM1 -> CCR1 = 6250;


其中“TIM1 -> CCR1 = 6250;”一句代表将PWM中高电平所占的时钟周期设置为6250，这一句等同于在PWM初始化过程中设置Pulse参数为6250。在main.c函数中，将TIM1 -> CCR1值进行改变，即可实现占空比可调的PWM。


3.实战演习-按键控制PWM波的占空比
本次实战演习中，会运用按键控制PWM波的占空比，即初始状态下，PA8引脚输出频率为5Hz，占空比为50%的PWM，每当用户按下一次按键，PWM波的占空比会按照0% -> 25% -> 50% -> 75% -> 100% -> 0% -> …的顺序进行一次改变。


首先按照1中过程在PA8引脚处配置5Hz，初始占空比为50%的PWM波形。参照《STM32F103C8T6编写简单的程序并烧录到板卡上》将按键引脚设置为输入状态。


找到如下代码段：


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


将其改为：


/* USER CODE BEGIN WHILE */
int state = 0;
HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);


while (1)
{
        if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_5) == 0)
        {
                HAL_Delay(100);// 消抖
                if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_5) == 0)
                {
                        state = (state + 1) % 5;
                        switch(state)
                        {
                        case 0:
                                TIM1 -> CCR1 = 0;
                                break;
                        case 1:
                                TIM1 -> CCR1 = 3125;
                                break;
                        case 2:
                                TIM1 -> CCR1 = 6250;
                                break;
                        case 3:
                                TIM1 -> CCR1 = 9375;
                                break;
                        default:
                                TIM1 -> CCR1 = 12500;
                                break;
                        }
                }
        }
        /* USER CODE END WHILE */
}
修改完成后，将程序下载到板子上，即可通过点击按键来控制PWM波的占空比了。读者可以通过示波器观察到PWM波占空比的变化。