用STM32F103C8T6的定时器与PWM控制LED灯亮灭（HAL库方式）

用STM32F103C8T6的定时器与PWM控制LED灯亮灭（HAL库方式）

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/cqjtu_pengzifu/article/details/139362479

本文将详细介绍如何使用STM32F103C8T6微控制器的定时器与PWM功能控制LED灯。通过两个具体的实验，读者将学习到如何使用STM32CubeMX和HAL库实现LED的定时开关和呼吸灯效果。

关于定时器与PWM

定时器

STM32F103一共有8个定时器TIM1~TIM8，其中TIM6, TIM7是基本定时器，TIM2, TIM3, TIM4, TIM5是通用定时器，TIM1, TIM8是高级定时器。

本次实验使用通用定时器。TIM2、TIM3、TIM4、TIM5为STM32的4个独立的16位通用定时器，具有定时、测量输入信号的脉冲长度（输入捕获）、输出所需波形（输出比较、产生PWM、单脉冲输出等）等功能。

通用定时器内部结构框图如下。

PWM

脉冲宽度调制（Pulse width modulation，PWM）是一种利用脉冲宽度即占空比实现对模拟信号进行控制的技术，即是对模拟信号电平进行数字表示的方法。

STM32的每个通用定时器都有独立的4个通道TIMx_CH1~TIMx_CH4，可以用来作为：输入捕获、输出比较、PWM输出、单脉冲模式输出等。STM32的定时器除了TIM6和TIM7（基本定时器）之外，其他的定时器都可以产生PWM输出。其中，高级定时器TIM1、TIM8可同时产生7路PWM输出；通用定时器可同时产生4路PWM输出。

在PWM的一个周期内，定时器从0开始向上计数，在0-t1时间段，定时器计数器TIMx_CNT值小于TIMx_CCRx值，输出低电平；在t1-t2时间段，定时器计数器TIMx_CNT值大于TIMx_CCRx值，输出高电平；当定时器计数器的值TIMx_CNT达到ARR时，定时器溢出，重新从0开始向上计数，如此循环。

HAL库方式的开发环境搭建——STM32CubeMX

见链接：https://blog.csdn.net/cqjtu_pengzifu/article/details/139183353

实验一：用STM32F103的 Tim2~Tim5其一定时器的某一个通道pin（与GPIOx管脚复用）连接一个LED，用定时器计数方式控制LED以2s的频率周期性地亮-灭。

实验说明

本次实验选择PA5为输出端口，默认输出电平为低；选择定时器TIM3。

在STM32CubeMX中建立并配置项目

点击 “File” -> “New Project”，选择芯片STM32F103C8，点击 “Start Project” 即建立项目。

在Pinout & Configuration界面中，点击System Core→GPIO设置端口。点击PA5端口，选择GPIO_Output即将PA5端口设置为输出，再将此端口的默认输出电平设置为低，如下图。

点击SYS，选择Debug（调试）类型为Serial Wire（串行线）。

点击RCC，选择High Speed Clock（高速时钟）模式为Crystal/Ceramic Resonator（晶振）。

点击Timers→TIM3，勾选Internal Clock（内部时钟），点击下方的Parameter Settings，设置Prescaler（预分频器）为36000-1，设置Counter Mode（计数模式）为Up，Counter Period（计数周期）为2000-1，auto-reload preload为Enable，如下图，则定时器TIM3精确定时1s。

点击下方的NVIC Settings，勾选TIM3 global interrupt，如下图。

在Clock Configuration界面中，设置PLL Source Mux为HSE，设置System Clock Mux为PLLCLK，并按下图标记设置数值。

在Project Manager界面中，设置好项目名、项目位置，选择IDE为MDK-ARM（版本选择电脑上安装的版本），选择在网上下载并安装好的固件库。

点击Code Generator，选择 “Copy only the necessary library files”，勾选 “Generate peripheral initialization as a pair of ‘.c/.h’ files per peripheral”。

最后，点击 “Generate Code”，即可创建Keil项目并打开。

在Keil中编写程序和配置项目

在主函数 (main.c) 中的/*USER CODE BEGIN2 */和/*USER CODE END2 */之间添加开启定时器TIM3中断的程序：

HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3); //启动定时器TIM3定时中断

在主函数 (main.c) 中的/*USER CODE BEGIN4 */和/*USER CODE END4 */之间添加TIM3的中断回调函数：

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    if(htim->Instance == htim3.Instance)
    {    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_5);
    }
}

STM32开发板实现

将一个LED接在开发板的A5接口上，具体做法是将正极（长管脚）接至正极槽，负极（短管脚）接至开发板A5接口所接在的一槽。

代码在Keil中编译完成后，点击“下载”，即可将代码载入STM32单片机中并开始运行。运行结果如下。

Keil波形图

在Logic Analyzer中添加A5端口并设置为位显示，运行，得如下波形图：第一个周期内0 ~ 1s为高电平1，1 ~ 2s为低电平0；以2s为一个周期如此循环。

实验二：采用定时器PWM模式，让 LED 以呼吸灯方式渐亮渐灭，周期为1~2秒，自己调整占空比变化到一个满意效果。

实验说明

本次实验选择定时器TIM3，通道1。TIM3通道1对应的端口为PA6。默认CH电平为低。

在STM32CubeMX中建立并配置项目

点击 “File” -> “New Project”，选择芯片STM32F103C8，点击 “Start Project” 即建立项目。

在Pinout & Configuration界面中，点击System Core→SYS，选择Debug（调试）类型为Serial Wire（串行线）。

点击RCC，选择High Speed Clock（高速时钟）模式为Crystal/Ceramic Resonator（晶振）。

点击Timers→TIM3，勾选Internal Clock（内部时钟），选择Channel1（通道1）为PWM Generation CH1。点击下方的Parameter Settings，在Counter Settings中设置Prescaler（预分频器）为71，设置Counter Mode（计数模式）为Up，Counter Period（计数周期）为499，auto-reload preload为Enable，如下图，则定时器溢出频率，即PWM的周期，就是 72MHz/(71+1)/(499+1) = 2kHz。

在PWM Generation Channel 1中设置Output compare preload为Enable，CH Polarity为Low，如下图。

点击下方的NVIC Settings，勾选TIM3 global interrupt。

在Clock Configuration界面中，设置PLL Source Mux为HSE，设置System Clock Mux为PLLCLK，并按下图标记设置数值。

在Project Manager界面中，设置好项目名、项目位置，选择IDE为MDK-ARM（版本选择电脑上安装的版本），选择在网上下载并安装好的固件库。

点击Code Generator，选择 “Copy only the necessary library files”，勾选 “Generate peripheral initialization as a pair of ‘.c/.h’ files per peripheral”。

最后，点击 “Generate Code”，即可创建Keil项目并打开。

在Keil中编写程序和配置项目

在主函数 (main.c) 中的/*USER CODE BEGIN1 */和/*USER CODE END1 */之间定义一个占空比变量：

uint16_t pwmVal=0;   //PWM占空比

在主函数 (main.c) 中的/*USER CODE BEGIN2 */和/*USER CODE END2 */之间添加开启定时器TIM3中断的程序：

HAL_TIM_PWM_Start(&htim3,TIM_CHANNEL_1);

在 while(1) 循环内/*USER CODE BEGIN3 */和/*USER CODE END3 */之间写入以下程序：

while (pwmVal<500)
{
    pwmVal++;
    __HAL_TIM_SetCompare(&htim3, TIM_CHANNEL_1, pwmVal);    //修改比较值，修改占空比
//	TIM3->CCR1 = pwmVal;    与上方相同
    HAL_Delay(1);
}
while (pwmVal)
{
    pwmVal--;
    __HAL_TIM_SetCompare(&htim3, TIM_CHANNEL_1, pwmVal);    //修改比较值，修改占空比
//	TIM3->CCR1 = pwmVal;     与上方相同
    HAL_Delay(1);
}
HAL_Delay(200);

STM32开发板实现

将一个LED接在开发板的A6接口上，具体做法是将正极（长管脚）接至正极槽，负极（短管脚）接至开发板A6接口所接在的一槽。

代码在Keil中编译完成后，点击“下载”，即可将代码载入STM32单片机中并开始运行。运行结果如下。

Keil波形图

在Logic Analyzer中添加A6端口并设置为位显示，运行，得如下波形图：

总结

本次实验学习了定时器和PWM的原理及应用。通过使用定时器PWM模式对输出的控制可以使LED实现呼吸效果，并控制其时间及亮度。

参考资料

https://blog.csdn.net/Morzart/article/details/134123197

https://blog.csdn.net/weixin_52345779/article/details/135313203