stm32入门-----TIM定时器（PWM输出比较——下）

目录

前言

一、硬件元器件介绍

1.舵机

2.直流电机驱动

二、C语言编程步骤

 1.开启时钟

2.配置输出的GPIO口

3.配置时基单元

 4.初始化输出比较通道

5.开启定时器

三、实践项目

1.PWM驱动LED呼吸灯

2.PWM驱动舵机

3.PWM驱动直流电机

前言

        本期我们就开始去进行TIM定时器的输出比较功能的实操了，如果有什么疑惑的可以去看一下上一期理论的知识点（上一期链接：stm32入门-----TIM定时器（PWM输出比较——上）-CSDN博客）这里就分为三个部分的项目，分别是PWM驱动LED呼吸灯，PWM驱动直流电机转动和PWM驱动舵机。（视频：[6-4] PWM驱动LED呼吸灯&PWM驱动舵机&PWM驱动直流电机_哔哩哔哩_bilibili）

一、硬件元器件介绍

1.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

 舵机里面本身就是有一个驱动电路板的，所以我们只需要给这个舵机通上电以及输入PWM波形就可以控制这个舵机了，内部电路结构就不需要多去了解。根据输入信号的高电平占比不同，舵机就会转动不同的角度（舵机不是一直转动的，当且仅当输入信号PWM发生改变的时候才会转动，转动就之转一定角度，转玩了就保持静止状态）。

电路图：

2.直流电机驱动

  • 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

由于直流电机不像舵机那样有驱动电路，所以我们需要外接一个驱动电路的芯片这里，我们就选择TB6612来驱动直流电机，驱动芯片不知这一种，还是有挺多的，比如L298这个还是挺常见的。

TB6612驱动是双路的，分为AO和BO口，下面电路图展示了这个驱动电路的接线方式，VM是用来接外接电源的，这个可以给到高电压的电源，这个驱动电路可以实现低电压PWM信号驱动高电压电机，AIN2，AIN1是表示转动的方向，PWMA是表示输入的PWM信号。

硬件电路：

二、C语言编程步骤

看到下图的流程，我们只需要把这些通路给打开就行了，这样就可以实现定时器的输出比较功能。

 1.开启时钟

时钟包括定时器的时钟和GPIO口的输出时钟

 //1.开启定时器时钟，TIM2总线是为APB1的RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);TIM_InternalClockConfig(TIM2);  //给TIM2选择时钟 为内部时钟，定时器默认是使用内部的时钟，不写这一行也行的

2.配置输出的GPIO口

 //2.配置GPIO口, PA0 为输出口GPIO_InitTypeDef GPIO_initstruct; GPIO_initstruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP; //使用复用推挽输出，因为这里不是输出寄存器控制的，是片上外设定时器操作的，所以要用到复用推挽输出GPIO_initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;  GPIO_initstruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_initstruct);

3.配置时基单元

  • 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)

根据上面这些公式我们来去计算出想要的波形效果，再去进行配置。 

 //3.配置时基单元TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_timebasestruct;//下面两个是运行控制操作值TIM_timebasestruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//对输入信号进行初步分频，内部时钟72Mhz信号TIM_timebasestruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//计数方式选择向上计数//以下三个是时基单元里面的实际参数值/* 计数器溢出频率：CK_CNT_OV = CK_CNT / (ARR + 1)= CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1) */TIM_timebasestruct.TIM_Period=100-1;  //计数器的重装值，目标值  ARRTIM_timebasestruct.TIM_Prescaler=720-1; //预分频器的值          PSCTIM_timebasestruct.TIM_RepetitionCounter=0;//重复计数功能，这个是高级计数器才有的，当前选择的是通用计数器，设置0即可TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_timebasestruct);

 4.初始化输出比较通道

//4.初始化输出比较通道,这里以OC1通道为示例TIM_OCInitTypeDef TIM_ocinitstruct;//配置输出比较通道结构体TIM_OCStructInit(&TIM_ocinitstruct);//给这个结构体设置默认初始值，避免改为使用高级定时器的时候出错//下面是使用通用定时器的部分，就拉出来单独修改，其余是高级定时器的东西就不去改，保持默认值就行了TIM_ocinitstruct.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;//PWM选择输出比较工作模式，八选一TIM_ocinitstruct.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;//选择输出极性，当ref为高电平的时候就输出保持不变，还有其他两种一个是低电平，另一个是翻转TIM_ocinitstruct.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;//输出使能，开启输出比较通道使能TIM_ocinitstruct.TIM_Pulse=0;  //CCR的初始值，我们要去进行比较的数TIM_OC1Init(TIM2,&TIM_ocinitstruct);

已知是使用内部定时器，频率72MHz， 这里我们可以计算出输出波形的频率为：72MHz / 720*100=100Hz ，PWM占空比：0 / 100 =0（当前初始值为0的）

5.开启定时器

//5.开启定时器TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);//开启定时器

三、实践项目

本次项目的代码都在百度网盘，可自行下载。

链接：https://pan.baidu.com/s/10fNUjkPm1WmvSoK0gkCiRA?pwd=0721 
提取码：0721

1.PWM驱动LED呼吸灯

先看现象：

LED呼吸灯

电路连接图：

项目文件：

PWM.c代码：

#include "stm32f10x.h"                  // Device headervoid PWM_init(){//1.开启定时器时钟，TIM2总线是为APB1的RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);TIM_InternalClockConfig(TIM2);  //给TIM2选择时钟 为内部时钟，定时器默认是使用内部的时钟，不写这一行也行的// RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);// GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2,ENABLE);//设置重映射//GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE); //解除像PA15,PB3,PB4 这些端口的调试功能，变为普通的GPIO//2.配置GPIO口, PA0 为输出口GPIO_InitTypeDef GPIO_initstruct; GPIO_initstruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP; //使用复用推挽输出，因为这里不是输出寄存器控制的，是片上外设定时器操作的，所以要用到复用推挽输出GPIO_initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;  //重新映射到15口 GPIO_initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_15;GPIO_initstruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_initstruct);//3.配置时基单元TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_timebasestruct;//下面两个是运行控制操作值TIM_timebasestruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//对输入信号进行初步分频，内部时钟72Mhz信号TIM_timebasestruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//计数方式选择向上计数//以下三个是时基单元里面的实际参数值/* 计数器溢出频率：CK_CNT_OV = CK_CNT / (ARR + 1)= CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1) */TIM_timebasestruct.TIM_Period=100-1;  //计数器的重装值，目标值  ARRTIM_timebasestruct.TIM_Prescaler=720-1; //预分频器的值          PSCTIM_timebasestruct.TIM_RepetitionCounter=0;//重复计数功能，这个是高级计数器才有的，当前选择的是通用计数器，设置0即可TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_timebasestruct);//4.初始化输出比较通道,这里以OC1通道为示例TIM_OCInitTypeDef TIM_ocinitstruct;//配置输出比较通道结构体TIM_OCStructInit(&TIM_ocinitstruct);//给这个结构体设置默认初始值，避免改为使用高级定时器的时候出错//下面是使用通用定时器的部分，就拉出来单独修改，其余是高级定时器的东西就不去改，保持默认值就行了TIM_ocinitstruct.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;//PWM选择输出比较工作模式，八选一TIM_ocinitstruct.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;//选择输出极性，当ref为高电平的时候就输出保持不变，还有其他两种一个是低电平，另一个是翻转TIM_ocinitstruct.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;//输出使能，开启输出比较通道使能TIM_ocinitstruct.TIM_Pulse=0;  //CCR的值，我们要去进行比较的数TIM_OC1Init(TIM2,&TIM_ocinitstruct);//5.开启定时器TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);//开启定时器}//寄存器设置CCR的值，我们要去进行比较的数
void PWM_Setcompare1(uint16_t Compare){TIM_SetCompare1(TIM2,Compare);}

PWM.h代码:

#ifndef __PWM_H
#define __PWM_Hvoid PWM_init();
void PWM_Setcompare1(uint16_t Compare);
#endif // !1

main.c代码：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "PWM.h"int main(void)
{	LED_init();OLED_Init();PWM_init();OLED_ShowString(1,1,"jjjjj:");uint8_t i;while(1){for(i=0;i<=100;i++){PWM_Setcompare1(i);Delay_ms(10);}for(i=0;i<=100;i++){PWM_Setcompare1(100-i);Delay_ms(10);}}
}

2.PWM驱动舵机

现象：

PWM驱动舵机

实际电路连接图：

项目文件：

其中Servo.c和Servo.h文件是用来封装PWM的。

PWM.c代码：

#include "stm32f10x.h"                  // Device headervoid PWM_init(){//1.开启定时器时钟，TIM2总线是为APB1的RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//配置GPIO口 PA0GPIO_InitTypeDef GPIO_initstruct; GPIO_initstruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP; //使用复用推挽输出，因为这里不是输出寄存器控制的，是片上外设定时器操作的，所以要用到复用推挽输出GPIO_initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1; //重新映射到15口 GPIO_initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_15;GPIO_initstruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_initstruct);TIM_InternalClockConfig(TIM2);  //给TIM2选择时钟 为内部时钟，定时器默认是使用内部的时钟，不写这一行也行的//2.配置时基单元TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_timebasestruct;//下面两个是运行控制操作值TIM_timebasestruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//对输入信号进行初步分频，内部时钟72Mhz信号TIM_timebasestruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//计数方式选择向上计数//以下三个是时基单元里面的实际参数值/* 计数器溢出频率：CK_CNT_OV = CK_CNT / (ARR + 1)= CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1) */TIM_timebasestruct.TIM_Period=20000-1;  //计数器的重装值，目标值 //ARRTIM_timebasestruct.TIM_Prescaler=72-1; //预分频器的值         //PSCTIM_timebasestruct.TIM_RepetitionCounter=0;//重复计数功能，这个是高级计数器才有的，当前选择的是通用计数器，设置0即可TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_timebasestruct);//初始化输出比较通道,这里以OC1通道为示例TIM_OCInitTypeDef TIM_ocinitstruct;//配置输出比较通道结构体TIM_OCStructInit(&TIM_ocinitstruct);//给这个结构体设置默认初始值，避免改为使用高级定时器的时候出错//下面是使用通用定时器的部分，就拉出来单独修改，其余是高级定时器的东西就不去改，保持默认值就行了TIM_ocinitstruct.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;//PWM选择输出比较工作模式，八选一TIM_ocinitstruct.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;//选择输出极性，当ref为高电平的时候就输出保持不变，还有其他两种一个是低电平，另一个是翻转TIM_ocinitstruct.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;//输出使能，开启输出比较通道使能TIM_ocinitstruct.TIM_Pulse=0;  //CCR的值，我们要去进行比较的数//如果想使用多个通道输出同样的波形话，把下面这个初始化复制粘贴改变通道名称就行了/*同一个定时器输出多个PWM通道，是满足 相位一致性，CCR是可以各自设置的，波形的占空比可自定义*/TIM_OC2Init(TIM2,&TIM_ocinitstruct);//5.开启定时器TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);//开启定时器}//寄存器设置CCR的值，我们要去进行比较的数
void PWM_Setcompare2(uint16_t Compare){TIM_SetCompare2(TIM2,Compare);}

PWM.h代码：

#ifndef __PWM_H
#define __PWM_H
void PWM_init();
void PWM_Setcompare2(uint16_t Compare);
#endif // !1

 Servo.c代码：

#include "PWM.h"void Servo_init(){PWM_init();}void Servo_setangle(float angle){PWM_Setcompare2(angle/180*2000+500);}

Servo.h代码：

#ifndef __SERVO_H
#define __SERVO_H
void Servo_init();
void Servo_setangle(float angle);
#endif // !__SERVO_H

main.c代码：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Key.h"
#include "Servo.h"uint8_t keynum;
float angle;
int main(void)
{	OLED_Init();Servo_init();Key_init();OLED_ShowString(1,1,"angle:");Servo_setangle(90);while(1){keynum=Keynum();if(keynum==1){angle+=30;if(angle>180)angle=0;}Servo_setangle(angle);OLED_ShowNum(1,7,angle,3);}}

3.PWM驱动直流电机

现象：

直流电机​​​​​

电路连接图：

项目主要文件：

同样的Motor.c 和 Motor.h 文件是用来封装的。

PWM.c代码：

#include "stm32f10x.h"                  // Device headervoid PWM_init(){//1.开启定时器时钟，TIM2总线是为APB1的RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//配置GPIO口 PA0GPIO_InitTypeDef GPIO_initstruct; GPIO_initstruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP; //使用复用推挽输出，因为这里不是输出寄存器控制的，是片上外设定时器操作的，所以要用到复用推挽输出GPIO_initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_2; //重新映射到15口 GPIO_initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_15;GPIO_initstruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_initstruct);TIM_InternalClockConfig(TIM2);  //给TIM2选择时钟 为内部时钟，定时器默认是使用内部的时钟，不写这一行也行的//2.配置时基单元TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_timebasestruct;//下面两个是运行控制操作值TIM_timebasestruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//对输入信号进行初步分频，内部时钟72Mhz信号TIM_timebasestruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//计数方式选择向上计数//以下三个是时基单元里面的实际参数值/* 计数器溢出频率：CK_CNT_OV = CK_CNT / (ARR + 1)= CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1) */TIM_timebasestruct.TIM_Period=100-1;  //计数器的重装值，目标值 //ARRTIM_timebasestruct.TIM_Prescaler=36-1; //预分频器的值         //PSCTIM_timebasestruct.TIM_RepetitionCounter=0;//重复计数功能，这个是高级计数器才有的，当前选择的是通用计数器，设置0即可TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_timebasestruct);//初始化输出比较通道,这里以OC1通道为示例TIM_OCInitTypeDef TIM_ocinitstruct;//配置输出比较通道结构体TIM_OCStructInit(&TIM_ocinitstruct);//给这个结构体设置默认初始值，避免改为使用高级定时器的时候出错//下面是使用通用定时器的部分，就拉出来单独修改，其余是高级定时器的东西就不去改，保持默认值就行了TIM_ocinitstruct.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;//PWM选择输出比较工作模式，八选一TIM_ocinitstruct.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;//选择输出极性，当ref为高电平的时候就输出保持不变，还有其他两种一个是低电平，另一个是翻转TIM_ocinitstruct.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;//输出使能，开启输出比较通道使能TIM_ocinitstruct.TIM_Pulse=0;  //CCR的值，我们要去进行比较的数TIM_OC3Init(TIM2,&TIM_ocinitstruct);//5.开启定时器TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);//开启定时器}//寄存器设置CCR的值，我们要去进行比较的数
void PWM_Setcompare3(uint16_t Compare){TIM_SetCompare3(TIM2,Compare);}

PWM.h代码：

#ifndef __PWM_H
#define __PWM_Hvoid PWM_init();
void PWM_Setcompare3(uint16_t Compare);
#endif // !1

Motor.c代码：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "PWM.h"void Motor_init()
{//电机方向控制脚RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_initstruct; GPIO_initstruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5;GPIO_initstruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_initstruct);PWM_init();
}//设置速度
void Motor_setspeed(int8_t speed){//正转if(speed>=0){GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4);GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);PWM_Setcompare3(speed);}//反转else{GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4);PWM_Setcompare3(-speed);}
}

Motor.h代码：

#ifndef __MOTOR_H
#define __MOTOR_H
void Motor_init();
void Motor_setspeed(int8_t speed);
#endif // !__MOTOR_H

main.c代码：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Key.h"
#include "Motor.h"
#include "LED.h"uint8_t keynum;
int speed;int main(void)
{	Key_init();OLED_Init();Motor_init();LED_init();OLED_ShowString(1,1,"speed:");OLED_ShowString(2,1,"state:");while(1){keynum=Keynum();OLED_ShowSignedNum(1,8,speed,3);if(speed>0){LED1_ON();OLED_ShowString(2,7,"Posi");}else if(speed==0){LED1_OFF();OLED_ShowString(2,7,"Rest");}else{LED1_ON();OLED_ShowString(2,7,"Oppo");}if(keynum==1){ //调档，占空比分百分之 0 25 50 75 100 speed+=25;if(speed>100)speed=0;}if(keynum==2){ //调方向，按下就按照原来的速度反方向转speed=-speed;}Motor_setspeed(speed);}
}

以上就是本期的全部内容了，我们下次见！

每日壁纸：

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文章目录 一、简介二、项目的文件解读三、Prophet类主要方法和参数3.1 主要参数3.2 主要方法 四、用法示例 一、简介 Prophet 是由 Facebook 开发的一个开源工具&#xff0c;用于时间序列数据的预测。它特别适用于处理具有强季节性和趋势的时间序列数据&#xff0c;并且对节假…
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09-软件易用性

09-软件易用性

易用性是用户体验的一个重要方面&#xff0c;网站建设者一般会沉溺于自己的思维习惯&#xff0c;而造成用户使用的不畅。易用性不仅是专业UI/UE人员需要研究&#xff0c;对于网站建设其他岗位的人也应该了解一定的方法去检验和提升网站的易用性。通常对易用性有如下定义: 易理解…
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