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微控制器的定时器和PWM功能来控制LED灯的亮灭。通过两个具体的实验案例，读者将学习到如何使用STM32CubeMX配置开发环境，并通过HAL库实现定时器中断和PWM输出。

定时器与PWM基础

定时器

STM32F103系列微控制器共有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

本次实验将使用通用定时器TIM2~TIM5。这些定时器具有以下功能：

• 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）

PWM

脉冲宽度调制（PWM）是一种通过控制脉冲宽度（占空比）来实现对模拟信号进行控制的技术。STM32的每个通用定时器都有4个独立的通道（TIMx_CH1~TIMx_CH4），可以用于：

• 输入捕获
• 输出比较
• PWM输出
• 单脉冲模式输出

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。

开发环境搭建

使用STM32CubeMX进行开发环境搭建的具体步骤可参考链接：https://blog.csdn.net/cqjtu_pengzifu/article/details/139183353

实验一：定时器控制LED亮灭

实验说明

本次实验选择PA5作为输出端口，默认输出电平为低；选择定时器TIM3。

STM32CubeMX配置

1. 点击 “File” -> “New Project”，选择芯片STM32F103C8，点击 “Start Project” 建立项目。
2. 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。
3. 点击SYS，选择Debug（调试）类型为Serial Wire（串行线）。
4. 点击RCC，选择High Speed Clock（高速时钟）模式为Crystal/Ceramic Resonator（晶振）。
5. 点击Timers→TIM3，勾选Internal Clock（内部时钟），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，定时器TIM3精确定时1s。
6. 点击下方的NVIC Settings，勾选TIM3 global interrupt。
7. 在Clock Configuration界面中，设置PLL Source Mux为HSE，设置System Clock Mux为PLLCLK。
8. 在Project Manager界面中，设置好项目名、项目位置，选择IDE为MDK-ARM，选择固件库。
9. 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”。
10. 最后，点击 “Generate Code”，创建Keil项目并打开。

Keil程序编写

在主函数 (main.c) 中添加以下代码：

// 开启定时器TIM3中断
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3);

// 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);
    }
}

实验结果

将一个LED接在开发板的A5接口上，正极接至正极槽，负极接至开发板A5接口。代码编译完成后，点击“下载”，将代码载入STM32单片机中运行。运行结果如下：

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：PWM控制LED呼吸灯

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。

STM32CubeMX配置

1. 点击 “File” -> “New Project”，选择芯片STM32F103C8，点击 “Start Project” 建立项目。
2. 在Pinout & Configuration界面中，点击System Core→SYS，选择Debug（调试）类型为Serial Wire（串行线）。
3. 点击RCC，选择High Speed Clock（高速时钟）模式为Crystal/Ceramic Resonator（晶振）。
4. 点击Timers→TIM3，勾选Internal Clock（内部时钟），选择Channel1（通道1）为PWM Generation CH1。
5. 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，定时器溢出频率为2kHz。
6. 在PWM Generation Channel 1中设置Output compare preload为Enable，CH Polarity为Low。
7. 点击下方的NVIC Settings，勾选TIM3 global interrupt。
8. 在Clock Configuration界面中，设置PLL Source Mux为HSE，设置System Clock Mux为PLLCLK。
9. 在Project Manager界面中，设置好项目名、项目位置，选择IDE为MDK-ARM，选择固件库。
10. 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”。
11. 最后，点击 “Generate Code”，创建Keil项目并打开。

Keil程序编写

在主函数 (main.c) 中添加以下代码：

// 定义占空比变量
uint16_t pwmVal=0;

// 开启定时器TIM3中断
HAL_TIM_PWM_Start(&htim3,TIM_CHANNEL_1);

// 主循环中调整占空比
while (pwmVal<500)
{
    pwmVal++;
    __HAL_TIM_SetCompare(&htim3, TIM_CHANNEL_1, pwmVal);
    HAL_Delay(1);
}
while (pwmVal)
{
    pwmVal--;
    __HAL_TIM_SetCompare(&htim3, TIM_CHANNEL_1, pwmVal);
    HAL_Delay(1);
}
HAL_Delay(200);

实验结果

将一个LED接在开发板的A6接口上，正极接至正极槽，负极接至开发板A6接口。代码编译完成后，点击“下载”，将代码载入STM32单片机中运行。运行结果如下：

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