電機控制基礎(chǔ)知識1—定時器基礎(chǔ)知識與PWM輸出原理
2022-06-20
單片機開發(fā)中，電機的控制與定時器有著密不可分的關(guān)系，無論是直流電機，步進電機還是舵機，都會用到定時器，比如最常用的有刷直流電機，會使用定時器產(chǎn)生PWM波來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，通過定時器的正交編碼器接口來測量轉(zhuǎn)速等。
本篇先介紹定時器的基礎(chǔ)知識，然后對照這些知識介紹一下定時器輸出PWM的基本原理，以及編程實現(xiàn)與代碼分析。
首先來看一下定時器的基礎(chǔ)介紹。
1 定時器基礎(chǔ)知識
1.1 定時器種類
以STM32F4為例，一共有14個定時器：
高級定時器（TIM1、TIM8）
通用定時器（TIM2~TIM5，TIM9~TIM14）
TIM2~TIM5（通用定時器里功能較多的）
TIM9/TIM12
TIM10/TIM11和TIM13/TIM14
基本定時器 (TIM6、TIM7)
1.2 各種定時器的特性
1.2.1 高級定時器與通用定時器
這里列舉高級定時器的特性，在此基礎(chǔ)上，對比添加其與通用定時器的不同之處：
16 位遞增、遞減、遞增/遞減自動重載計數(shù)器（TIM2 和 TIM5為32位）
16 位可編程預(yù)分頻器，用于對計數(shù)器時鐘頻率進行分頻（即運行時修改），分頻系數(shù)介于 1 到 65536 之間。
多達 4 個獨立通道（TIM9/TIM12有2個，TIM10/TIM11，TIM13/TIM14只有1個），可用于：
輸入捕獲
輸出比較
PWM 生成（邊沿和中心對齊模式）（高級定時器和TIM2~TIM5特有，其它是只有邊沿對齊模式）
單脈沖模式輸出
帶可編程死區(qū)的互補輸出（高級定時器特有）。
使用外部信號控制定時器且可實現(xiàn)多個定時器互連的同步電路（TIM10/TIM11，TIM13/TIM14沒有）。
重復(fù)計數(shù)器，用于僅在給定數(shù)目的計數(shù)器周期后更新定時器寄存器（高級定時器特有）。
用于將定時器的輸出信號置于復(fù)位狀態(tài)或已知狀態(tài)的斷路輸入（高級定時器特有）。
發(fā)生如下事件時生成中斷/DMA 請求：
更新：計數(shù)器上溢/下溢、計數(shù)器初始化（通過軟件或內(nèi)部/外部觸發(fā)）
觸發(fā)事件（計數(shù)器啟動、停止、初始化或通過內(nèi)部/外部觸發(fā)計數(shù)）（TIM10/TIM11和TIM13/TIM14沒有此功能）
輸入捕獲
輸出比較
斷路輸入（高級定時器特有）
支持定位用增量（正交）編碼器和霍爾傳感器電路（高級定時器和TIM2~TIM5特有）。
外部時鐘觸發(fā)輸入或逐周期電流管理（高級定時器和TIM2~TIM5特有）。
1.2.2 基本定時器
基本定時器 (TIM6、TIM7）的功能比較單一，所具有的功能如下：
16 位自動重載遞增計數(shù)器
只能定時，沒有外部 IO
16 位可編程預(yù)分頻器，用于對計數(shù)器時鐘頻率進行分頻（即運行時修改），分頻系數(shù) 介于 1 和 65536 之間
用于觸發(fā) DAC 的同步電路
發(fā)生如下更新事件時會生成中斷/DMA 請求：計數(shù)器上溢
1.3 定時器使用配置
使用定時器，一般需要配置如下：
時基：也就是計數(shù)器的計數(shù)時鐘
自動重裝載值：每次計數(shù)的最大值
輸出通道：當需要使用定時器輸出某種波形時（如PWM）
輸入通道：當需要使用定時器接收某種波形時（如電機編碼器信號）
先來看一下定時器的原理框圖，對定時器的內(nèi)部原理有一個整體直觀的感受：
1.3.1 時鐘源
從上圖可以看出，計數(shù)器的時鐘源可以為：
由RCC的內(nèi)部時鐘分頻得到
由定時器的TIMx_ETR引腳得到
由其他定時器通過TRGO輸出得到
一般使用RCC的內(nèi)部時鐘CK_INT，也即定時器時鐘TIMxCLK，經(jīng)APB1或APB2預(yù)分頻器后分頻提供。
關(guān)于定時器時鐘源的具體細節(jié)，可以來看一下STM32F4的時鐘樹：
從STM32F4的內(nèi)部時鐘樹可知：
高級定時器timer1, timer8以及通用定時器timer9, timer10, timer11的時鐘來源是APB2總線(84MHZ)
通用定時器timer2~timer5，通用定時器timer12~timer14以及基本定時器timer6,timer7的時鐘來源是APB1總線(42MHZ)
另外：
當APB1和APB2分頻數(shù)為1的時候，各定時器的時鐘就是對應(yīng)的APB1或APB2的時鐘；
如果APB1和APB2分頻數(shù)不為1，那么各定時器的時鐘就是對應(yīng)的APB1或APB2的時鐘的2倍；
由于庫函數(shù)中 APB1 預(yù)分頻的系數(shù)默認是 2，所以，所以TIM1、TIM8~TIM11的時鐘為APB2時鐘的兩倍即168MHz，TIM2~TIM7、TIM12~TIM14的時鐘為APB1的時鐘的兩倍即84MHz。
1.3.2 計數(shù)器時鐘
由于定時器時鐘的提供的可以頻率較高，計數(shù)器不需要這么高的頻率來計數(shù)，所以會進行降頻，使用一個合適的低頻時鐘來計數(shù)。
定時器時鐘經(jīng)過PSC 預(yù)分頻器之后，即 CK_CNT，用來驅(qū)動計數(shù)器計數(shù)。PSC 是一個16 位的預(yù)分頻器，可以對定時器時鐘TIMxCLK 進行 1~65536 之間的任何一個數(shù)進行分頻。
具體計算方式為：CK_CNT=TIMxCLK/（PSC+1）。
比如，使用STM32F4的通用定時器2（TIM2CLK為APB1的時鐘的兩倍即84MHz），PSC設(shè)置為83，則計數(shù)時鐘為84MHz/(83+1)=1MHz，即1ms計一個數(shù)。
1.3.3 計數(shù)器
計數(shù)器 CNT 是一個 16 位的計數(shù)器，只能往上計數(shù)，最大計數(shù)值為 65535。當計數(shù)達到自動重裝載寄存器的時候產(chǎn)生更新事件，并清零從頭開始計數(shù)。
1.3.4 自動重裝載寄存器
自動重裝載寄存器 ARR 是一個 16 位的寄存器，這里面裝著計數(shù)器能計數(shù)的最大數(shù)值。當計數(shù)到這個值的時候，如果使能了中斷的，定時器就產(chǎn)生溢出中斷。
2 定時器輸出PWM原理
如下圖是PWM輸出的原理示意圖：
假設(shè)定時器工作模式設(shè)置為向上計數(shù) PWM模式，且當 CNT=CCRx 時輸出 0，則：
當 CNT 值小于 CCRx 的時候， IO 輸出高電平 (1)
當 CNT 值大于等于 CCRx 的時候，IO 輸出低電平 (0)
當 CNT 達到 ARR 值的時候，重新歸零，然后重新向上計數(shù)，依次循環(huán)。
因此，改變 CCRx 的值，就可以改變 PWM 輸出的占空比，改變 ARR 的值，就可以改變 PWM 輸出的周期（頻率），這就是利用定時器輸出PWM 的基本原理。
3 定時器常用的寄存器
使用定時器來輸出PWM時，需要對其寄存器進行相應(yīng)的設(shè)置。定時器的寄存器有好多個，這里先介紹幾個與輸出PWM相關(guān)的幾個寄存器，其它是寄存器以后用到時再介紹。
3.1 控制寄存器CR1
控制寄存器，就是來設(shè)置定時的工作模式：
位 15:10 保留，必須保持復(fù)位值。
位 9:8 CKD：時鐘分頻 (Clock division) 此位域指示定時器時鐘 (CK_INT) 頻率與數(shù)字濾波器所使用的采樣時鐘（ETR、TIx）之間的分頻比，
位 7 ARPE：自動重載預(yù)裝載使能 (Auto-reload preload enable)
0：TIMx_ARR 寄存器不進行緩沖
1：TIMx_ARR 寄存器進行緩沖
位 6:5 CMS：中心對齊模式選擇 (Center-aligned mode selection)，包括1種邊沿對齊模式與3種中心對齊模式
位 4 DIR：計數(shù)器方向 (Direction)，0為遞增計數(shù)，1為遞減計數(shù)。
注： 當定時器配置為中心對齊模式或編碼器模式時，該位為只讀狀態(tài)。
位 3 OPM：單脈沖模式 (One-pulse mode)
位 2 URS：更新請求源 (Update request source)
此位由軟件置 1 和清零，用以選擇 UEV 事件源。
位 1 UDIS：更新禁止 (Update disable) 此位由軟件置 1 和清零，用以使能/禁止 UEV 事件生成。
位 0 CEN：計數(shù)器使能 (Counter enable)，0為禁止計數(shù)器，1為使能計數(shù)器
只有事先通過軟件將 CEN 位置 1，才可以使用外部時鐘、門控模式和編碼器模式。而觸發(fā)模式可通過硬件自動將 CEN 位置 1。在單脈沖模式下，當發(fā)生更新事件時會自動將 CEN 位清零。
3.2 捕獲/比較模式寄存器CCMR1
這些通道可用于輸入（捕獲模式）或輸出（比較模式）模式。通道方向通過配置相應(yīng)的 CCxS 位進行定義。此寄存器的所有其它位在輸入模式和輸出模式下的功能均不同。對于任一給定位
OCxx 用于說明通道配置為輸出時該位對應(yīng)的功能
ICxx 則用于說明通道配置為輸入時 該位對應(yīng)的功能
因此，必須注意同一個位在輸入階段和輸出階段具有不同的含義。
這里僅先介紹輸出模式下的功能：
位 15 OC2CE：輸出比較 2 清零使能 (Output compare 3 clear enable)
位 14:12 OC2M[2:0]：輸出比較 2 模式 (Output compare 2 mode)
位 11 OC2PE：輸出比較 2 預(yù)裝載使能 (Output compare 2 preload enable)
位 10 OC2FE：輸出比較 2 快速使能 (Output compare 2 fast enable)
位 9:8 CC2S[1:0]：捕獲/比較 2 選擇 (Capture/Compare 2 selection) 參考下面的CC1S通道1
位 7 OC1CE：輸出比較 1 清零使能 (Output compare 3 clear enable)
OC1CE：輸出比較 1 清零使能 (Output Compare 1 Clear Enable)
0：OC1Ref 不受 ETRF 輸入影響
1：ETRF 輸入上檢測到高電平時， OC1Ref 立即清零。
位 6:4 OC1M：輸出比較 1 模式 (Output compare 1 mode) 一共可配置位7種模式，這里僅介紹2種：
110：PWM 模式 1––在遞增計數(shù)模式下，只要 TIMx_CNTTIMx_CCR1，通道 1 便為無效狀態(tài) (OC1REF=0)，否則為有效狀態(tài) (OC1REF=1)。
111：PPWM 模式 2––在遞增計數(shù)模式下，只要 TIMx_CNTTIMx_CCR1，通道 1 便為有效狀態(tài)，否則為無效狀態(tài)。
位 3 OC1PE：輸出比較 1 預(yù)裝載使能 (Output compare 1 preload enable)
0：禁止與 TIMx_CCR1 相關(guān)的預(yù)裝載寄存器?？呻S時向 TIMx_CCR1 寫入數(shù)據(jù)，寫入后將立即使用新值。
1：使能與 TIMx_CCR1 相關(guān)的預(yù)裝載寄存器?？勺x/寫訪問預(yù)裝載寄存器。TIMx_CCR1 預(yù)裝載值在每次生成更新事件時都會裝載到活動寄存器中。
位 2 OC1FE：輸出比較 1 快速使能 (Output compare 1 fast enable)
此位用于加快觸發(fā)輸入事件對 CC 輸出的影響（僅當通道配置為 PWM1 或 PWM2 模式時，OCFE 才會起作用）。
0：即使觸發(fā)開啟，CC1 也將根據(jù)計數(shù)器和 CCR1 值正常工作。觸發(fā)輸入出現(xiàn)邊沿時，激活CC1 輸出的最短延遲時間為 5 個時鐘周期。
1：觸發(fā)輸入上出現(xiàn)有效邊沿相當于 CC1 輸出上的比較匹配。隨后，無論比較結(jié)果如何，OC 都設(shè)置為比較電平。采樣觸發(fā)輸入和激活 CC1 輸出的延遲時間縮短為 3 個時鐘周期。
位 1:0 CC1S[1:0]：捕獲/比較 1 選擇 (Capture/Compare 1 selection)
此位域定義通道方向（輸入/輸出）以及所使用的輸入。
00：CC1 通道配置為輸出。
01：CC1 通道配置為輸入，IC1 映射到 TI1 上。
10：CC1 通道配置為輸入，IC1 映射到 TI2 上。
11：CC1 通道配置為輸入，IC1 映射到 TRC 上。此模式僅在通過 TS 位（TIMx_SMCR 寄存器）選擇內(nèi)部觸發(fā)輸入時有效
注： 僅當通道關(guān)閉時（TIMx_CCER 中的 CC1E = 0），才可向 CC1S 位寫入數(shù)據(jù)。
3.3 計數(shù)器CNT
計數(shù)器的功能很單一，就是計數(shù)：
位 15:0 CNT[15:0]：計數(shù)器值 (Counter value)
3.4 預(yù)分頻器PSC
預(yù)分頻器的功能也很單一，就是分頻：
位 15:0 PSC[15:0]：預(yù)分頻器值 (Prescaler value)
計數(shù)器時鐘頻率 CK_CNT 等于 fCK_PSC / (PSC[15:0] + 1)。
PSC 包含在每次發(fā)生更新事件時要裝載到實際預(yù)分頻器寄存器的值。
3.5 自動重裝載寄存器ARR
自動重裝載寄存器的功能也很單一，就是保存一個數(shù)，在計數(shù)滿的時候，重新開始計數(shù)
位 15:0 ARR[15:0]：自動重載值 (Auto-reload value)
ARR 為要裝載到實際自動重載寄存器的值。
當自動重載值為空時，計數(shù)器不工作。
3.6 捕獲/比較寄存器CCR
自動重裝載寄存器的功能也很單一，也是保存一個數(shù)，用于與當前的CNT進行比較，注意 TIM2 和 TIM5是32位計數(shù)。
以CCR1寄存器（一共有CCR1~CCR4這4個通道）為例：
位31:16 CCR1[31:16]：捕獲/比較 1 的高 16 位（對于 TIM2 和 TIM5）。
位15:0 CCR1[15:0]：捕獲/比較 1 的低 16 位 (Low Capture/Compare 1 value)
如果通道 CC1 配置為輸出： CCR1 是捕獲/比較寄存器 1 的預(yù)裝載值。 如果沒有通過 TIMx_CCMR寄存器中的OC1PE 位來使能預(yù)裝載功能，寫入的數(shù)值會被直接傳輸至當前寄存器中。否則只在發(fā)生更新事件時生效（拷貝到實際起作用的捕獲/ 比較寄存器1）。 實際捕獲/比較寄存器中包含要與計數(shù)器 TIMx_CNT進行比較并在 OC1 輸出上發(fā)出信號的值。
如果通道 CC1 配置為輸入： CCR1 為上一個輸入捕獲 1 事件 (IC1) 發(fā)生時的計數(shù)器值。
4 代碼實現(xiàn)與分析
上面介紹了定時器的基礎(chǔ)知識與PWM的輸出原理，下面就來實際看一下，如何編寫對應(yīng)的代碼（以STM32F407為例）。
4.1 定時器初始化
定時器的初始化，因為需要用到對應(yīng)的引腳輸出PWM，因此要先初始化GPIO引腳，然后，還要初始化定時器的時基（計數(shù)的時鐘）以及輸出通道（用于配置PWM的輸出模式）。
4.1.1 復(fù)用引腳初始化
這里用到的是定時器3，根據(jù)STM32F407的數(shù)據(jù)手冊“3 Pinouts and pin description”中的“Table 9. Alternate function mapping”復(fù)用引腳說明表，可以看到定時器3通道1對應(yīng)的引腳位A6:
因此程序中對A6引腳可以這樣配置，注意一定要配置引腳的復(fù)用功能：
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; /*引腳配置 結(jié)構(gòu)體*/
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE); //使能PORTA時鐘
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource6,GPIO_AF_TIM3); /*GPIOA6復(fù)用為定時器3*/
/*復(fù)用引腳配置*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6; //GPIOA6
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; /*復(fù)用功能*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; //速度100MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽復(fù)用輸出
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化PA6
4.1.2 時基初始化
時基初始化，主要是配置定時器的計數(shù)頻率（psc）和自動重裝置值（每次計數(shù)的周期，arr），比如TIM3_PWM_Init(500-1,84-1);
（關(guān)于psc與arr的知識點，可以再回顧一下上面1.3節(jié)的知識）
這里將arr的值設(shè)置為500，即計數(shù)器每計夠500個數(shù)就會重新從0開始計數(shù)，這個500再乘以計數(shù)器計數(shù)的周期，就是PWM真正的周期，那計數(shù)器計數(shù)的頻率是多少呢（頻率的倒數(shù)為周期）？
這里將psc的值設(shè)置為84-1，即TIM3的輸入頻率為84MHz再將頻率降低1/84，即使用1MHz的頻率計數(shù)（1s能計1,000,000個數(shù)，也即1us計1個數(shù)），那么PWM的真正周期就是500*1us=500us(0.5ms)，通過改變占空比的值（ccr）,就可以調(diào)節(jié)PWM的輸出占空比。
時基初始化配置如下：
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; /*時基 結(jié)構(gòu)體*/
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE); //TIM3時鐘使能
/*時基初始化*/
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=arr; /*ARR 自動重裝載值(周期)，例如500*/
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=psc; /*PSC 定時器分頻，例如84*/
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1; /*時鐘分割*/
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; /*向上計數(shù)模式*/
TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseStructure); /*初始化定時器3*/
最后一句的時基初始化，起始就是對定時的寄存器進行配置，該函數(shù)的內(nèi)部實現(xiàn)如下：
void TIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_TimeBaseInitTypeDef* TIM_TimeBaseInitStruct)
{
uint16_t tmpcr1 = 0;
tmpcr1 = TIMx->CR1;
if((TIMx == TIM1) || (TIMx == TIM8)|| /*高級定時器TIM和TIM8*/
(TIMx == TIM2) || (TIMx == TIM3)||(TIMx == TIM4) || (TIMx == TIM5)) /*通用定時器中的TIM2~TIM5*/
{
/* 設(shè)置為計數(shù)器模式 */
tmpcr1 &= (uint16_t)(~(TIM_CR1_DIR | TIM_CR1_CMS));
tmpcr1 |= (uint32_t)TIM_TimeBaseInitStruct->TIM_CounterMode;
}
if((TIMx != TIM6) && (TIMx != TIM7)) /*基本定時器TIM6和TIM7無此功能*/
{
/* 設(shè)置時鐘分頻 */
tmpcr1 &= (uint16_t)(~TIM_CR1_CKD);
tmpcr1 |= (uint32_t)TIM_TimeBaseInitStruct->TIM_ClockDivision;
}
/* 配置CR1寄存器 */
TIMx->CR1 = tmpcr1;
/* 配置ARR寄存器，設(shè)置自動重轉(zhuǎn)載值 */
TIMx->ARR = TIM_TimeBaseInitStruct->TIM_Period ;
/* 配置PSC寄存器，設(shè)置預(yù)分頻值 */
TIMx->PSC = TIM_TimeBaseInitStruct->TIM_Prescaler;
if ((TIMx == TIM1) || (TIMx == TIM8)) /*高級定時器TIM和TIM8*/
{ /* 配置RCR寄存器，設(shè)置重復(fù)計數(shù)值 */
TIMx->RCR = TIM_TimeBaseInitStruct->TIM_RepetitionCounter;
}
/* 生成一個更新事件來立即重新加載預(yù)分頻器和重復(fù)計數(shù)器(僅針對高級定時器TIM1和TIM8)值 */
TIMx->EGR = TIM_PSCReloadMode_Immediate;
}
4.1.3 輸出通道初始化
輸出通道初始化，主要是配置輸出的一些參數(shù)，這里主要關(guān)注TIM_OCMode（模式）與TIM_OCPolarity（極性），這兩個參數(shù)是配合使用的：
PWM模式1
向上計數(shù)時，一旦TIMx_CNT時通道1為有效電平，否則為無效電平；
向下計數(shù)時，一旦TIMx_CNT>TIMx_CCR1時通道1為無效電平，否則為有效電平。
PWM模式2
向上計數(shù)時，一旦TIMx_CNT時通道1為無效電平，否則為有效電平；
向下計數(shù)時，一旦TIMx_CNT>TIMx_CCR1時通道1為有效電平，否則為無效電平。
這里的有效電平又是什么意思呢？怎么算有效電平？它就是通過極性來配置的：
輸出High模式：有效電平為高電平
輸出Low模式：有效電平為低電平
對比著再來看這張圖：
當CNT的計數(shù)值小于CCR時，即t1這個時間段，輸出有效電平（TIM_OCMode_PWM1模式），而有效電平是高電平（極性為TIM_OCPolarity_High），所以PWM的IO邏輯在t1這個時間段輸出了高電平。
輸出通道的配置如下：
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; /*輸出通道 結(jié)構(gòu)體*/
/*輸出通道初始化，初始化TIM3 Channel1 PWM模式*/
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; /*選擇定時器模式:TIM脈沖寬度調(diào)制模式1*/
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比較輸出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; /*輸出極性:TIM輸出比較極性高*/
TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); //根據(jù)指定的參數(shù)初始化外設(shè)TIM3 OC1
TIM_OC1PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable); /*使能TIM3在CCR1上的預(yù)裝載寄存器*/
TIM_ARRPreloadConfig(TIM3,ENABLE);/*ARPE使能：使能控制寄存器CR的第8位：ARPR, Auto-reload preload enable*/
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); /*使能TIM3：使能控制寄存器CR的第0位：CEN, counter enable*/
關(guān)于配置CCMR1、CCER寄存器
CCMR1:
CCER:
TIM_OC1Init函數(shù)對應(yīng)于輸入通道的初始化，其實就是操作CCMR1、CCER等寄存器：
void TIM_OC1Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct)
{
uint16_t tmpccmrx = 0, tmpccer = 0, tmpcr2 = 0;
TIMx->CCER &= (uint16_t)~TIM_CCER_CC1E;/* 關(guān)閉通道1: 復(fù)位CC1E位 */
tmpccer = TIMx->CCER;/* 獲取 TIMx CCER 寄存器的值 */
tmpcr2 = TIMx->CR2; /* 獲取 TIMx CR2 寄存器的值 */
tmpccmrx = TIMx->CCMR1;/* 獲取TIMx CCMR1 寄存器的值 */
tmpccmrx &= (uint16_t)~TIM_CCMR1_OC1M; /* 復(fù)位輸出比較模式OC1M位 */
tmpccmrx &= (uint16_t)~TIM_CCMR1_CC1S;
tmpccmrx |= TIM_OCInitStruct->TIM_OCMode;/* 設(shè)置為輸出比較模式 */
tmpccer &= (uint16_t)~TIM_CCER_CC1P; /* 復(fù)位輸出極性CC1P */
tmpccer |= TIM_OCInitStruct->TIM_OCPolarity; /* 設(shè)置輸出極性 */
tmpccer |= TIM_OCInitStruct->TIM_OutputState; /* 設(shè)置輸出狀態(tài) */
if((TIMx == TIM1) || (TIMx == TIM8)) /*高級定時器的特殊配置*/
{
//省略。。。
}
TIMx->CR2 = tmpcr2; /* 寫數(shù)據(jù)到TIMx的CR2寄存器 */
TIMx->CCMR1 = tmpccmrx; /* 寫數(shù)據(jù)到TIMx的CCMR1寄存器 */
TIMx->CCR1 = TIM_OCInitStruct->TIM_Pulse;/* 設(shè)置CCR1寄存器 */
TIMx->CCER = tmpccer; /* 寫數(shù)據(jù)到TIMx的CCER寄存器 */
}
4.2 動態(tài)改變占空比
占空比是通過修改CCR寄存器的值進行修改的，如果定時器初始化時只設(shè)置了1次CCR的值，那么會輸出恒定占空比的PWM波；如果在定時器運行的時候，動態(tài)修改CCR的值，則可以實現(xiàn)PWM占空比的動態(tài)調(diào)整。
如下程序，實現(xiàn)了每隔10ms對占空比進行一次修改，每次將高電平計數(shù)值增加5，當增大道500（占空比100%）時，再逐漸減小到0（占空比0%），不斷循環(huán)。
u16 led0pwmval=0;
u8 dir=1;
TIM3_PWM_Init(500-1,84-1); //84M/84=1Mhz的計數(shù)頻率,重裝載值500，所以PWM頻率為 1M/500=2Khz.
while(1) //實現(xiàn)比較值從0-500遞增，到500后從500-0遞減，循環(huán)
{
delay_ms(10);
if(dir)
{
led0pwmval+=5; //dir==1 led0pwmval遞增
}
else
{
led0pwmval-=5; //dir==0 led0pwmval遞減
}
if(led0pwmval>500)
{
dir=0; //led0pwmval到達500后，方向為遞減
}
if(led0pwmval==0)
{
dir=1; //led0pwmval遞減到0后，方向改為遞增
}
TIM_SetCompare1(TIM3,led0pwmval); /*CCR 修改比較值（占空比）*/
}
5 測試效果
將程序下載到板子，我用的一塊STM32F407的板，A6引腳上接了一個LED燈，實際效果的LED逐漸變涼，在逐漸變暗，依次循環(huán)。
再通過邏輯分析儀來查看實際的輸出波形，如下圖，測得的pwm周期0.5ms（頻率2kHz），與軟件中設(shè)定的一致。
在某一時刻，脈寬55us。
在另一時刻，脈寬0.365ms，即實現(xiàn)了PWM脈寬的動態(tài)調(diào)整。
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