江协科技STM32学习- P16 实验-TIM输出比较（PWD驱动LED呼吸灯，舵机，直流电机）

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引用：

STM32入门教程-2023版 细致讲解 中文字幕_哔哩哔哩_bilibili

Keil5 MDK版 下载与安装教程（STM32单片机编程软件）_mdk528-CSDN博客

STM32之Keil5 MDK的安装与下载_keil5下载程序到单片机stm32-CSDN博客

0. 江协科技/江科大-STM32入门教程-各章节详细笔记-查阅传送门-STM32标准库开发_江协科技stm32笔记-CSDN博客

江科大STM32学习笔记（上）_stm32博客-CSDN博客

STM32学习笔记一（基于标准库学习）_电平输出推免-CSDN博客

STM32 MCU学习资源-CSDN博客

术语：

英文缩写描述
GPIO：General Purpose Input Onuput通用输入输出
AFIO：Alternate Function Input Output复用输入输出
AO：Analog Output模拟输出
DO：Digital Output数字输出
内部时钟源 CK_INT：Clock Internal内部时钟源
外部时钟源 ETR：External clock 时钟源 External clock 
外部时钟源 ETR：External clock mode 1外部时钟源 Extern Input pin 时钟模式1
外部时钟源 ETR：External clock mode 2外部时钟源 Extern Trigger 时钟模式2
外部时钟源 ITRx：Internal trigger inputs外部时钟源，ITRx （Internal trigger inputs）内部触发输入
外部时钟源 TIx：external input pin 外部时钟源 TIx （external input pin）外部输入引脚
CCR：Capture/Comapre Register捕获/比较寄存器
OC：Output Compare输出比较
IC：Input Capture输入捕获

正文：

0. 概述

从 2024/06/12 定下计划开始学习下江协科技STM32课程，接下来将会按照哔站上江协科技STM32的教学视频来学习入门STM32 开发，本文是视频教程 P2 STM32简介一讲的笔记。

定时器共四个部分，分为八个小节笔记。本小节为第一部分第一节。

🌳在第一部分，是定时器的基本定时的功能：定时中断功能、内外时钟源选择

🌳在第二部分，是定时器的输出比较功能，最常见的用途是产生PWM波形，用于驱动电机等设备

🌳在第三部分，是定时器的输入捕获功能和主从触发模式，来实现测量方波频率

🌳在第四部分，是定时器的编码器接口，能够更加方便读取正交编码器的输出波形，编码电机测速

1. 🚢TIM定时器输出比较功能实现PWM

TIM定时器输出比较功能实现PWM，在 PWM_Init() 函数中按照下面的步骤初始化使用到的 TIM定时器外设和GPIO外设。

  • 🌾1.RCC开启时钟，把要用的TIM外设和GPIO外设的时钟打
  • 🌾2.配置时基单元，包括时钟源选择，预分频器，自动重装载器，时基单元就配置好了
  • 🌾3.配置输出比较单元，包括CCR的值，输出比较模式，极性选择，输出使能这些参数
  • 🌾4.初始化GPIO，把PWM的OC输出GPIO引脚配置为复用输出模式
  • 🌾5.运行控制，启动计数器

STM32 Tim定时器库函数 stm32f10x_tim.h 中和定时器比较输出（OC：Outpurt Comapre）功能相关的一些库函数。

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);
void TIM_ICInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_ICInitTypeDef* TIM_ICInitStruct);		TIM定时器输出比较函数4个输出通道OC1, OC2, OC3, OC4的初始化函数
void TIM_TimeBaseStructInit(TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct);输出比较函数初始化结构体赋一个默认初始值
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);		输出比较，强制输出模式配置，通道OC1,OC2,OC3,OC4
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);		输出比较 CCR 缓冲寄存器配置（影子寄存器）
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);		比较输出，快速模式，高级定时器的功能
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);		清除比较输出通道OC1,OC2,OC3,OC4的 Reference输出
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);		比较输出通道 OC1,OC2,OC3的互补极性输出，高级定时器的前三个通道各自有2个互补输出通道，所以是 OC1, OC1N，OC2，OC2N，OC3，OC3N
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);		输出比较使能
void TIM_SelectOCxM(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t TIM_Channel, uint16_t TIM_OCMode);输出比较控制器的工作模式，输出比较控制器有8中工作模式
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);		输出比较寄存器值设置

TIM_OCMode 输出比较模式中的选择

TIM_OCMode_Timing//冻结模式
TIM_OCMode_Active//相等时置有效电平
TIM_OCMode_Inactive//相等时置无效电平
TIM_OCMode_Toggle//相等时电平翻转
TIM_OCMode_PWM1//PWM模式1，主要用
TIM_OCMode_PWM2//PWM模式2
TIM_ForcedAction_Active//强制输出模式，初始化时不使用
TIM_ForcedAction_InActive

2. 🚢实验1，TIM定时器输出比较-PWM驱动LED呼吸灯

实验1，TIM定时器输出比较-PWM驱动LED呼吸灯，STM32开发板面包板器件接线图如下所示

源码

PWM.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "PWM.h"void PWM_Init(void)
{//1. RCC开启时钟，把要用的TIM外设和GPIO外设的时钟打开//2.配置时基单元，包括时钟源选择，预分频器，自动重装载器，时基单元就配置好了//3.配置输出比较单元，包括CCR的值，输出比较模式，极性选择，输出使能这些参数//4.初始化GPIO，把PWM的OC输出GPIO引脚配置为复用输出模式//5.运行控制，启动计数器//Setp 1.//RCC APB1的外设时钟控制，因为TIM2在STM32的APB1外设总线上RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);//GPIO初始化RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;	//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);//AFIO
//	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
//	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2, ENABLE);
//	
//	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);
//	//Setp 2.//选择时基单元的时钟，使用内部RCC时钟 CLK_INT (Clock_Internal)TIM_InternalClockConfig(TIM2);//Setp 3.//配置时基单元TIM_TimeBaseInitTypeDef TimeBaseInitStruct;TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;		//时钟信号滤波使用，滤波的采样频率，采样点数TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;	//计数器向上计数TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 100 - 1;					//ARR, Auto-Reload Register 自动重装载寄存器的值，记得需要减一TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 720 - 1;					//PSC, 预分频器的值，记得需要减一TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;				//重复计数器的值	TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TimeBaseInitStruct);//输出表通道1TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStruct;TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStruct);TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = 10;		//CCRTIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStruct);//输出PWM目标，PWM频率1KHz，PWM占空比 50%，PWM分辨率 1%//PWM频率=72MHz/(PSC+1)(ARR+1) =>PSC 720//PWM占空比=CCR/(ARR+1) ==>CRR 50//PWM分辨率=1/(ARR+1)  ==>ARR 100////Setp 6.//定时器启动TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);}void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare)
{TIM_SetCompare1(TIM2, Compare);
}

PWM.h

#ifndef __PWM_H__
#define __PWM_H__void PWM_Init(void);
void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare);#endif

main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "oled.h"
#include "PWM.h"
#include "Delay.h"uint8_t KeyNum = 0;int main(int argc, char *argv[])
{	int i = 0;OLED_Init();OLED_ShowString(1, 1, "PWM Timer OC");PWM_Init();while(1){for(i=0; i<=100; i++){PWM_SetCompare1(i);Delay_ms(12);}for(i=0; i<=100; i++){PWM_SetCompare1(100-i);Delay_ms(12);}}return 1;
}

2.1实验现象

使用STM32 TIM2通用定时器输出比较通道1，输出PWM 频率为 1KHz，PWM占空比为50%，PWM分辨率为 1%，的实验结果如下。

使用淘宝购买的19块钱的24MHz逻辑分析仪看一下STM32定时器比较输出功能输出的 PWM 波形，如下分别是 PWM 10%占空比，50%占空比，90%占空比。

2.2 STM32 外设功能重映射到其它引脚

STM32引脚功能定义表里在“默认复用功能”里可以看到 PA2 引脚默认复用为 "UART2_TX/ADC12_IN2/TIM2_CH3" 功能，如果想同时使用 PA2引脚的 "UART2_TX" UART 串口功能和定时器TIM2_CH3通道功能，就会发生冲突，此时，可以看下STM32引脚功能定义表的“重定义功能”，看是否可以将 "TIM2_CH3"功能重映射(Remaping)到其它引脚上，也就是AFIO（Alternative Function I/O）。

类似的，如下代码将 PA0 引脚上的 TIM2_CH1 功能，查看STM32引脚功能定义表，可以重映射到PA15引脚，引脚功能重映射需要使用到AFIO（Alternative Function I/O）。重映射映射（功能服用）PA0 TIM2_CH1功能的代码片段如下。

	//GPIO初始化RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;	//复用推挽输出GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);//AFIORCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2, ENABLE);GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);
  • 🌾RCC启用AFIO外设时钟，因为STM32外设功能重映射需要使用到AFIO外设，所以要启用AFIO外设时钟。
  • GPIO_PinRemapConfig（） 重映射 PA0 的 TIM2_CH1 功能
  •  GPIO_PinRemapConfig（）重映射关闭PA15原来的 JTAG功能复用。
  • 修改GPIO PA15的工作模式为 GPIO 复用推挽输出。

3.🚢实验2，PWM驱动舵机

驱动舵机的关键就是输出一个下面一样的PWM波形，只要波形能够按照如下规定，准确的输出，那驱动舵机就非常简单了。

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