【STM32】TIM定时器输出比较

1 输出比较

1.1 输出比较简介

  1. OC（Output Compare）输出比较；IC（Input Capture）输入捕获；CC（Capture/Compare）输入捕获和输出比较的单元
  2. 输出比较可以通过比较CNT与CCR寄存器值（CCR捕获/比较寄存器）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
  3. 每个高级定时器和通用定时器都拥有4个输出比较通道
  4. 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

主要是用来输出PWM波形的，PWM波形又是驱动电机的必要条件。

这个CCR是共用的，当使用输入捕获时，它就是捕获寄存器；当使用输出比较时，它就是比较寄存器。在输出比较这里，这块电路会比较CNT和CCR的值，CNT计数自增，CCR是我们给定的一个值，当CNT大于CCR、小于CCR、等于CCR时，输出就会置1，置0，置1，置0，这样就可以输出一个电平不断跳变的PWM波形了。

1.2 PWM简介

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 = 占空比变化步距

1.3 输出比较通道

通用定时器的输出比较部分电路

对应的是

 最后通过TIMx_CH1输出到GPIO引脚上。

左边是CNT计数器和CCR1第一路的捕获/比较寄存器；它俩比较，当CNT > CCR1 或者 CNT = CCR1时，就会给输出模式控制器传一个信号，然后输出模式控制器就会改变它输出OC1REF（reference参考信号）的高低电平；接下来可以把OC1REF映射到主模式的TRGO输出上去；不过REF的主要去向还是走下面。

这是一个极性选择，给这个寄存器写0，信号就会往上走，就是信号电平不反转；写1的话，信号就会往下走，信号会通过一个非门取反，输出的信号就会发生反转。最后就是OC1引脚，这个引脚是CH1通道的引脚，在引脚定义中就可以具体知道是哪个GPIO了。

输出模式控制器的工作：输出比较模式，通过寄存器来配置。

模式

描述

冻结

CNT=CCR时（无效），REF保持为原状态

匹配时置有效电平

CNT=CCR时，REF置有效电平（高电平），一次性的

匹配时置无效电平

CNT=CCR时，REF置无效电平（低电平），一次性的

匹配时电平翻转

CNT=CCR时，REF电平翻转

强制为无效电平

CNT与CCR无效，REF强制为无效电平。在暂停期间保持高电平

强制为有效电平

CNT与CCR无效，REF强制为有效电平。在暂停期间保持低电平

PWM模式1

向上计数：CNT<CCR时，REF置有效电平，CNT≥CCR时，REF置无效电平

向下计数：CNT>CCR时，REF置无效电平，CNT≤CCR时，REF置有效电平

PWM模式2

向上计数：CNT<CCR时，REF置无效电平，CNT≥CCR时，REF置有效电平

向下计数：CNT>CCR时，REF置有效电平，CNT≤CCR时，REF置无效电平

（1）冻结模式：输出暂停；

（2）匹配时置有效电平、匹配时置无效电平、匹配时电平翻转：有效/无效电平一般是高级定时器的说法；简单理解有效电平是高电平，无效电平是低电平。

（3）PWM模式

PWM模式2是PWM模式1的取反。

1.4 PWM基本结构

 左上角是时基单元和控制部分，输出PWM暂时不需要中断。下面就是输出比较单元了，总共有4路。输出比较单元的最开始，是CCR捕获/比较寄存器，CCR是我们自己设定的，CNT不断自增运行，同时它俩还在不断比较，后面是输出模式控制器（PWM模式1）。

蓝色线是CNT的值，黄色线是ARR的值，CNT（蓝色线）从0开始自增，一直增到ARR的值，之后清零继续自增。在这个过程中再设置一条红线（CCR的值），之后再执行【CNT<CCR时，REF置有效电平；CNT≥CCR时，REF置无效电平】，下面绿色部分是输出。

CNT<CCR时，REF置有效电平；CNT≥CCR时，REF置无效电平。并且它的占空比是受CCR值调控的；如果CCR设置高一些，输出占空比就大一些。

1.5 参数计算

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

对应着计数器的一个溢出更新周期，PWM的频率等于计数器的更新频率。

PWM占空比：  Duty = CCR / (ARR + 1)

PWM分辨率：  Reso = 1 / (ARR + 1)

输出一个频率为1KHz，占空比可以任意调控，切分辨率为1%的PWM波形

Reso = 1 / (ARR + 1) = 1% =====》ARR = 99

Duty = CCR / (ARR + 1) = CCR / 100  =====》 CCR = [0, 100]

Freq = CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1) = 1000 =====》 CK_PSC / (PSC + 1) = 100000

1.6 舵机简介

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

大概的执行逻辑：PWM信号输入到控制板，给控制板一个指定的目标角度，然后电位器会检测输出轴的当前角度；如果大于目标角度，电机就会反转；否则正转。最终使输出轴固定在指定角度。

1.6.1 舵机硬件电路

1.7 直流电机

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

1.7.1 硬件电路

看图和引脚说明，很清晰。

STBY引脚是待机控制引脚。如果接GND，芯片就不工作，处于待机状态；如果接逻辑电源VCC，芯片就正常工作。

看手册

强置输出模式：CNT和CCR无效，REF强制为高和低的那两种模式

输出比较模式：CNT=CCR时，REF冻结、置高、置低、反转那四种模式

PWM 模式：CNT > CCR或者CNT < CCR时，REF置高或者置低的那两种模式。

2 TIM输出比较之PWM驱动LED呼吸灯

2.1 接线图

注意这里：高电平点亮，低电平熄灭。即占空比越大，LED越亮；占空比越小，LED越暗。

2.2 封装模块

按这个流程图进行初始化

先看输出比较相关的函数

// 这4个函数是用来配置输出比较的
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);// 用来给输出比较结构体赋值一个默认值的
void TIM_OCStructInit(TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);// 仅高级定时器使用,在使用高级定时器输出PWM时,需要用这个函数使能主输出；否则PWM将不能正常输出
void TIM_CtrlPWMOutputs(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState);// 用来配置强制输出模式的。强制输出高电平和输出设置100%占空比一样
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);// 配置CCR寄存器的预装功能，就是影子寄存器；写入的值不会立即生效，在更新事件才会生效
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);// 配置快速使能的
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);// 外部事件时清除ref信号
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);// 单独设置输出比较极性的
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);// 单独修改输出使能参数的
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);// 选择输出比较模式
void TIM_SelectOCxM(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_Channel, uint16_t TIM_OCMode);// 单独更改RCC寄存器的值
void TIM_SetCompare1(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare1);
void TIM_SetCompare2(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare2);
void TIM_SetCompare3(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare3);
void TIM_SetCompare4(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare4);

要掌握的

// 这4个函数是用来配置输出比较的
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);// 单独更改RCC寄存器的值
void TIM_SetCompare1(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare1);
void TIM_SetCompare2(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare2);
void TIM_SetCompare3(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare3);
void TIM_SetCompare4(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare4);

看这个图

有TIM2_CH1_ETR在PA0这一行，说明TIM2的ETR引脚和通道1的引脚都是借用了PA0引脚，换句话，TIM2的引脚复用到了PA0引脚上，所以如果要使用TIM2的OC1也就是CH1t通道，输出PWM那它就只能在PA0的引脚输出，不能任意接。同样，TIM2的CH2对应PA1。。。。。。

还可以修改

计算：频率1kHz，占空比50% ，分辨率为1%。

PWM分辨率：    Reso = 1 / (ARR + 1) = 1%                                         ==> ARR= 100 - 1

PWM占空比：    Duty = CCR / (ARR + 1) = 50%                                   ==> CCR = 50

PWM频率：    Freq = CK_PSC(72M) / (PSC + 1) / (ARR + 1) = 1K      ==> PSC = 720 - 1

// 2配置时基单元(预分频器、自动重装器、计数模式等)// ...TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1;				// ARR自动重装器的值 两个合起来计数0.1秒TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720 - 1;			// PSC预分频器的值，720分频，得到100k计数TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);// 3配置输出比较单元(CCR的值、输出比较模式、极性选择、输出使能)TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);               					 // 先初始化，后面再按需修改// ...TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;            							 // CCR的值w为50，先设置为0，后面变化// 这个函数的选择按照GPIO口需求来，PA0口对应的是第一个输出比较通道TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);

PWM.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header// PWM初始化函数
void PWM_Init(void)
{// 1RCC开启时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);TIM_InternalClockConfig(TIM2);// 2配置时基单元(预分频器、自动重装器、计数模式等)TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;		// 时钟分频，影响不大TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;	// 计数模式，向上计数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;			// 重复计数器的值// 关键参数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1;				// ARR自动重装器的值 两个合起来计数0.1秒TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720 - 1;			// PSC预分频器的值，720分频，得到100k计数TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);// 3配置输出比较单元(CCR的值、输出比较模式、极性选择、输出使能)TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);               					 // 先初始化，后面再按需修改TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;     					 // 输出比较模式,PWM模式1TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;                // 输出比较极性，高级性，极性不反转，有效电平是高电平TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;            // 输出状态输出使能TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;            							 // CCR的值w为50，先设置为0，后面变化// 这个函数的选择按照GPIO口需求来，PA0口对应的是第一个输出比较通道TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);// 频率1kHz，占空比50% ，分辨率为1%。 CCR = 50 ,/**PWM分辨率：	Reso = 1 / (ARR + 1) = 1%      						==> ARR= 100 - 1PWM占空比：	Duty = CCR / (ARR + 1) = 50%   						==> CCR = 50PWM频率：	Freq = CK_PSC(72M) / (PSC + 1) / (ARR + 1) = 1K  	==> PSC = 720 - 1*/// 4配置GPIO(初始化为复用推挽输出，参考引脚定义表)RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;				// 复用推挽输出。定时器控制引脚，输出控制权转移给片上外设GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);// 5运行控制，启动计数器TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}// 更改通道1的CCR值
void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare)
{TIM_SetCompare1(TIM2, Compare);
}

2.3 主函数

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "PWM.h"uint8_t i;int main()
{OLED_Init();					// 初始化OLEDPWM_Init();						// PWM初始化OLED_ShowString(1, 1, "Hello");while (1){// 点亮for (i = 0; i <= 100; i++){PWM_SetCompare1(i);Delay_ms(10);}// 熄灭for (i = 0; i <= 100; i++) {PWM_SetCompare1(100 - i);Delay_ms(10);}}
}

现象：接在PA0号口的灯如呼吸一般亮灭

复用到PA15

PWM.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header// PWM初始化函数
void PWM_Init(void)
{// 1RCC开启时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);TIM_InternalClockConfig(TIM2);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);      // 重映射使用AFIOGPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2, ENABLE);     // 部分重映射PA15GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);  // 解除调试端口// 2配置时基单元(预分频器、自动重装器、计数模式等)TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;		// 时钟分频，影响不大TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;	// 计数模式，向上计数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;			// 重复计数器的值// 关键参数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1;				// ARR自动重装器的值 两个合起来计数0.1秒TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720 - 1;			// PSC预分频器的值，720分频，得到100k计数TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);// 3配置输出比较单元(CCR的值、输出比较模式、极性选择、输出使能)TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);               					 // 先初始化，后面再按需修改TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;     					 // 输出比较模式,PWM模式1TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;                // 输出比较极性，高级性，极性不反转，有效电平是高电平TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;            // 输出状态输出使能TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;            							 // CCR的值w为50，先设置为0，后面变化// 这个函数的选择按照GPIO口需求来，PA0口对应的是第一个输出比较通道TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);// 频率1kHz，占空比50% ，分辨率为1%。 CCR = 50 ,/**PWM分辨率：	Reso = 1 / (ARR + 1) = 1%      						==> ARR= 100 - 1PWM占空比：	Duty = CCR / (ARR + 1) = 50%   						==> CCR = 50PWM频率：	Freq = CK_PSC(72M) / (PSC + 1) / (ARR + 1) = 1K  	==> PSC = 720 - 1*/// 4配置GPIO(初始化为复用推挽输出，参考引脚定义表)RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;				// 复用推挽输出。定时器控制引脚，输出控制权转移给片上外设
//	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);// 5运行控制，启动计数器TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}// 更改通道1的CCR值
void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare)
{TIM_SetCompare1(TIM2, Compare);
}

3 TIM输出比较之PWM驱动舵机

3.1 接线图

注意颜色

3.2 模块封装

输入PWM信号要求：周期为20ms，高电平宽度为0.5ms~2.5ms

	// 输入PWM信号要求：周期为20ms(50Hz)，高电平宽度为0.5ms~2.5ms,占空比[2.5%, 12.5%]/**PWM分辨率：	Reso = 1 / (ARR + 1)PWM占空比：	Duty = CCR / (ARR + 1)PWM频率：	Freq = CK_PSC(72M) / (PSC + 1) / (ARR + 1)PSC = 72 - 1ARR = 20000 - 1CCR的范围是[500, 2500]*/

现在使用的是PA1的通道2

PWM.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header// PWM初始化函数
void PWM_Init(void)
{// 1RCC开启时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);TIM_InternalClockConfig(TIM2);// 2配置时基单元(预分频器、自动重装器、计数模式等)TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;		// 时钟分频，影响不大TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;	// 计数模式，向上计数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;			// 重复计数器的值// 关键参数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 20000 - 1;				// ARR自动重装器的值 两个合起来计数0.1秒TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1;				// PSC预分频器的值，72分频，得到100k计数TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);// 3配置输出比较单元(CCR的值、输出比较模式、极性选择、输出使能)TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);               					 // 先初始化，后面再按需修改TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;     					 // 输出比较模式,PWM模式1TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;                // 输出比较极性，高级性，极性不反转，有效电平是高电平TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;            // 输出状态输出使能TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;            							 // CCR的值w为50，先设置为0，后面变化// 这个函数的选择按照GPIO口需求来，PA1口对应的是第二个输出比较通道TIM_OC2Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);// 输入PWM信号要求：周期为20ms(50Hz)，高电平宽度为0.5ms~2.5ms,占空比[2.5%, 12.5%]/**PWM分辨率：	Reso = 1 / (ARR + 1)PWM占空比：	Duty = CCR / (ARR + 1)PWM频率：	Freq = CK_PSC(72M) / (PSC + 1) / (ARR + 1)PSC = 72 - 1ARR = 20000 - 1CCR的范围是[500, 2500]*/// 4配置GPIO(初始化为复用推挽输出，参考引脚定义表)RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;				// 复用推挽输出。定时器控制引脚，输出控制权转移给片上外设GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);// 5运行控制，启动计数器TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}// 更改通道2的CCR值
void PWM_SetCompare2(uint16_t Compare)
{TIM_SetCompare2(TIM2, Compare);
}

Servo.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "PWM.h"// 舵机模块
void Servo_Init(void)
{PWM_Init();   // 初始化PWM模块
}// 设置舵机角度。即改CCR的值
void Servo_SetAngle(float angle)
{// 0°   500// 180  2500PWM_SetCompare2(angle / 180 * 2000 + 500);
}

3.3 主函数

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "Key.h"
#include "OLED.h"
#include "Servo.h"uint8_t keyNum;
float angle;int main()
{OLED_Init();       						// 初始化OLED_ShowString(1, 1, "angle:");   		// 显示字符串Servo_Init();KEY_Init();while (1){keyNum = KEY_GetNum();				// 读按键if (keyNum == 1){angle += 30;if (angle > 180){angle = 0;}}Servo_SetAngle(angle);				// 设置舵机角度(设置CCR的值)OLED_ShowNum(1, 7, angle, 3);}
}

现象：按按键，舵机从0°开始，每次转动30°，当大于180°时，回到0°

输入PWM信号要求：周期为20ms，高电平宽度为0.5ms~2.5ms

通过修改CCR的值，改变占空比，进而输出不同占空比的PWM波形。

4 TIM输出比较之PWM驱动直流电机

4.1 接线图

4.2 模块封装

电机接到了通道3上

PWM.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header// PWM初始化函数
void PWM_Init(void)
{// 1RCC开启时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);TIM_InternalClockConfig(TIM2);// 2配置时基单元(预分频器、自动重装器、计数模式等)TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;		// 时钟分频，影响不大TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;	// 计数模式，向上计数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;			// 重复计数器的值// 关键参数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1;				// ARR自动重装器的值 两个合起来计数0.1秒TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 36 - 1;			// PSC预分频器的值，36分频TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);// 3配置输出比较单元(CCR的值、输出比较模式、极性选择、输出使能)TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);               					 // 先初始化，后面再按需修改TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;     					 // 输出比较模式,PWM模式1TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;                // 输出比较极性，高级性，极性不反转，有效电平是高电平TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;            // 输出状态输出使能TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;            							 // CCR的值w为50，先设置为0，后面变化// 这个函数的选择按照GPIO口需求来，PA2口对应的是第一个输出比较通道TIM_OC3Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);// 频率1kHz，占空比50% ，分辨率为1%。 CCR = 50 ,/**PWM分辨率：	Reso = 1 / (ARR + 1) = 1%      						==> ARR= 100 - 1PWM占空比：	Duty = CCR / (ARR + 1) = 50%   						==> CCR = 50PWM频率：	Freq = CK_PSC(72M) / (PSC + 1) / (ARR + 1) = 1K  	==> PSC = 720 - 1*/// 4配置GPIO(初始化为复用推挽输出，参考引脚定义表)RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;				// 复用推挽输出。定时器控制引脚，输出控制权转移给片上外设GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);// 5运行控制，启动计数器TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}// 更改通道1的CCR值
void PWM_SetCompare3(uint16_t Compare)
{TIM_SetCompare3(TIM2, Compare);
}

Motor.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "PWM.h"// 电机初始化
void Motor_Init(void)
{// 还有两个角需要初始化（控制电机方向）RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);// 配置端口GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;			// 推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);// 初始化PWMPWM_Init();
}// 设置速度函数
void Motor_Speed(int8_t speed)
{// 正转if (speed >= 0){// 设置方向GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);// 速度，RCC的值，即调节占空比PWM_SetCompare3(speed);}else{// 设置方向GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);// 速度，RCC的值，即调节占空比PWM_SetCompare3(-speed);}}

4.3 主函数

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Motor.h"
#include "Key.h"uint8_t keyNum;
int8_t speed;int main()
{OLED_Init();					// 初始化OLEDOLED_ShowString(1, 1, "Speed:");Motor_Init();KEY_Init();while (1){keyNum = KEY_GetNum();if (keyNum == 1){speed += 20;if (speed >= 100){speed = -100;}}Motor_Speed(speed);OLED_ShowSignedNum(1, 7, speed, 3);}
}

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