如何使用stm32F051R8T6单片机的引脚来输出pwm波形？

pwm所需的相关配置有哪些？配置代码是什么？
如何使用STM32F051R8T6单片机的带有定时器输出功能的引脚来输出pwm波形？

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魏天霞

2021-7-16 14:50:21

概述：stm32的每个引脚都有其自带的特殊功能，有定时器输出功能的引脚可以输出pwm。如果没有的也可以io口模拟输出，如果非要较真的话，理论上可以算是每个引脚都能输出PWM，但一般我们都使用带定时器输出功能的io。此文章来详述使用stm32F051R8T6型号单片机，带有定时器输出功能的引脚来输出pwm波形，同理其他型号的单片机也可实现。并同时来控制直流电机转速，本文以adda公司生产的AD0212DB-G50直流风扇为例讲述。
1.硬件条件
保证单片机输出IO可以支持定时器功能。我板子上连接风扇的引脚为PC9，根据单片机手册PC9引脚带有定时器功能

同理如下图的几个引脚都可以

再次就不一一列举了，在是用不同型号的单片机时，参考单片机手册。
2.stm32固件库

上图分别是stm32定时器相关的库函数，和相关调用的定时器驱动子函数，用户自己定义。
软硬件条件都准备好了，接下来就是pwm所需的相关配置。
1.首先是输出管脚的IO口设置，PWM输出，自然会采用到IO口作为输出端口，在STM32F051系列中，IO端口可以复用为TIM定时器输出通道。
采用PC9的复用功能AF1作为TIM3定时器的第4通道输出。
2.设置定时器的参数，配置出频率为17.57 KHz的PWM波
考虑time定时器的时钟频率。如果我们设置分频数为0，也就是说time定时器等于系统时钟，system_stm32f0xx.c中已经把系统频率设置在48MHZ，在startup_stm32f0xx.s中，首先运行了systemInit函数，因此可以确定time定时器运行在48MHZ。
定时器产生的PWM的频率可以按照下面的公式进行计算：
预定标的值TIM1_Period = （time定时器频率 / pwm的频率） - 1
预定标的值实际上就是定时器运行多少次算一个PWM周期，这个在设置pwm频率中重要的参数。
配置完整代码如下：
/*============================================================================== 函数名： Fan_PWMConfigInit 功能：风扇控制引脚输出pwm控制风扇转速输入参数说明：无返回值说明：无 ------------------------------------------------------------------------------*/ void Fan_PWMConfigInit（void） { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; s32 TimerPeriod， Channel1Pulse; /* 使能GPIO时钟 */ RCC_AHBPeriphClockCmd（RCC_AHBPeriph_GPIOC， ENABLE）; /* 配置GPIO管脚参数设置*/ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; GPIO_Init（GPIOC， &GPIO_InitStructure）; /* GPIO管脚复用设置*/ GPIO_PinAFConfig（GPIOC， GPIO_PinSource9， GPIO_AF_1）; /*计算预定标的值，也就是多少个时钟计数为一个周期*/ TimerPeriod = （SystemCoreClock / 17570 ） - 1; /*计算CCR1 跳转值在占空比为50%时*/ Channel1Pulse = （u16）（（（u32）5 * （TimerPeriod - 1）） / 10）; /* TIM3 时钟使能 */ RCC_APB1PeriphClockCmd（RCC_APB1Periph_TIM3， ENABLE）; /* Time 定时基础设置*/ TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0; TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; /* Time 定时设置为上升沿计算模式*/ TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = TimerPeriod; TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; TIM_TimeBaseInit（TIM3， &TIM_TimeBaseStructure）; /* 频道1的PWM 模式设置 */ TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable; TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High; TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Set; TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState = TIM_OCIdleState_Reset; TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = Channel1Pulse; TIM_OC4Init（TIM3， &TIM_OCInitStructure）; /* TIM3 计算器使能*/ TIM_Cmd（TIM3， ENABLE）; /* TIM3 主输出使能 */ TIM_CtrlPWMOutputs（TIM3， ENABLE）; } 在需要改变风扇转速时，只需要改变占空比即可。
/* 风扇控制 */ static s32 CmdFanCtrl （TCmdTbl *cmdtp， s32 argc， s8 *argv［］） { u8 byCmd; s32 Channel1Pulse; if （argc 《 2） return -1; byCmd = strtoul（argv［1］， NULL， 0）; switch（byCmd）{ case 1： Channel1Pulse = （u16）（（（u32）875 * 2730） / 1000）; break; case 2： Channel1Pulse = （u16）（（（u32）75 * 2730） / 100）; break; case 3： Channel1Pulse = （u16）（（（u32）625 * 2730） / 1000）; break; case 4： Channel1Pulse = （u16）（（（u32）5 * 2730） / 10）; break; case 5： Channel1Pulse = （u16）（（（u32）375 * 2730） / 1000）; break; case 6： Channel1Pulse = （u16）（（（u32）25 * 2730） / 100）; break; case 7： Channel1Pulse = （u16）（（（u32）125 * 2730） / 1000）; break; case 8： Channel1Pulse = （u16）（（（u32）1 * 2730） / 100）; break; } TIM_SetCompare4（TIM3， Channel1Pulse）; return 0; } TIM_SetCompare4（TIM3， Channel1Pulse）;该函数是改变对应TIM定时器对应通道占空比的函数，其中的2370是根据系统时间计算出来。使用不同的定时器和通道，可在stm32f0xx_tim.c中查找不同的库函数。

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邓长生

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魏天霞

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