18. 利用TIM3产生PWM输出实验

一。 PWM简介

     脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。简单一点，就是对脉冲宽度的控制。

      STM32 的定时器除了 TIM6 和 7。其他的定时器都可以用来产生 PWM 输出。其中高级定时器 TIM1 和 TIM8 可以同时产生多达 7 路的 PWM 输出。而通用定时器也能同时产生多达 4路的 PWM 输出，这样，STM32 最多可以同时产生 30 路 PWM 输出。

     这里我们仅利用 TIM3的 CH2 产生一路 PWM 输出。

对于每个通道都有一个捕获比较寄存器CCRx，CCRx中的值与计数器TIMx_CNT中的值进行比较。

PWM信号的周期由Arr的值以及计数器的频率决定，占空比由CCRx中的值决定。

二。PWM模式

输出模式控制器由CCMR1控制（以通道1为例）。

脉冲宽度调制模式可以产生一个由TIMx_ARR寄存器确定频率、由TIMx_CCRx寄存器确定占空比的信号。

PWM模式1：

    不管向上计数还是向下计数，只要计数值CNTCC1P位决定的，设置为0是高电平有效，设置为1是电平有效。 

       在TIMx_CCMRx寄存器中的OCxM位写入’110’(PWM模式1)或’111’(PWM模式2)，能够独立地设置每个OCx输出通道产生一路PWM。必须设置TIMx_CCMRx寄存器OCxPE位以使能相应的预装载寄存器，最后还要设置TIMx_CR1寄存器的ARPE位，(在向上计数或中心对称模式中)使能自动重装载的预装载寄存器。

     向上计数配置

     当TIMx_CR1寄存器中的DIR位为低的时候执行向上计数。

     下面是一个PWM模式1的例子。TIMx_CCRx寄存器的值与计数器寄存器TIMx_CNT的值进行比较。

三。三个寄存器

1. 捕获 / 比较模式寄存器（TIMx_CCMR1/2）

寄存器分了 2层，上面一层对应输出而下面的则对应输入。这里我们用PWM的输出。

每个通用定时器有4个PWM通道，通道1和通道2用CCMR1配置，通道3和通道4用CCMR2配置，这里我们用的是CH2，所以用CCMR1配置。

OC1M[2:0]：输出比较1模式

110：PWM模式1－ 不管向上计数还是向下计数，一旦TIMx_CNT

111：PWM模式2－ 在向上计数时，一旦TIMx_CNT>TIMx_CCR1时通道1为有效电平，否则为无效电平。

2. 捕获/比较使能寄存器（TIMx_CCER）

该寄存器控制着各个输入输出通道的开关。

这里只用到了 CC2E 位，该位是输入/捕获 2  输出使能位，要想PWM 从 IO 口输出，这个位必须设置为 1。

3. 捕获/比较寄存器（TIMx_CCR1~4）

该寄存器总共有 4 个，对应 4 个输通道 CH1~4。该寄存器中存储着捕获比较值CCRx。

在输出模式下，该寄存器的值与 CNT 的值比较，根据比较结果产生相应动作。利用这点，我们通过修改这个寄存器的值，就可以控制 PWM 的输出脉宽了。

四。STM32的重映射

由于开发板上的LED灯是挂在PB5上，所以需要用部分重映射使PWM输出在PB5上。

STM32 的重映射控制是由复用重映射和调试 IO 配置寄存器（AFIO_MAPR）控制的。

这里用到的是 TIM3 的重映射，从上图可以看出， TIM3_REMAP 是由[11:10]这 2 个位控制的。TIM3_REMAP[1:0]重映射控制表如表所示：

默认条件下，TIM3_REMAP[1:0]为 00，是没有重映射的，所以 TIM3_CH1~TIM3_CH4 分别是接在 PA6、PA7、PB0 和 PB1 上的，而我们想让 TIM3_CH2 映射到 PB5 上，则需要设置TIM3_REMAP[1:0]=10，即部分重映射，这里需要注意，此时 TIM3_CH1 也被映射到 PB4 上了。

五。使用库函数配置PWM输出的步骤

1）开启 TIM3 时钟以及复用功能时钟，配置 PB5 为复用推挽输出。

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);  //使能定时器 3 时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);   //复用时钟使能

设置 PB5 为复用功能输出的方法在前面的几个实验都有类似的讲解，相信大家很明白,这里简单列出 GPIO 初始化的一行代码即可：

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;   //复用推挽输出

2）设置 TIM3_CH2 重映射到 PB5 上。

void GPIO_PinRemapConfig(uint32_t GPIO_Remap, FunctionalState NewState)；

TIM3 部分重映射的库函数实现方法是：

GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE); 

3）初始化 TIM3,设置 TIM3 的 ARR 和 PSC。

在开启了 TIM3 的时钟之后，我们要设置 ARR 和 PSC 两个寄存器的值来控制输出 PWM 的周期。当 PWM 周期太慢（低于 50Hz）的时候，我们就会明显感觉到闪烁了。因此，PWM 周期在这里不宜设置的太小。

4）设置 TIM3_CH2 的 PWM 模式，使能 TIM3 的 CH2 输出。

设置PWM输出只需要设置红色的部分。

在库函数中，PWM 通道设置是通过函数 TIM_OC1Init()~TIM_OC4Init()来设置的， 不同的通道的设置函数不一样， 这里我们使用的是通道 2，所以使用的函数是 TIM_OC2Init()。

void TIM_OC2Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct)；

TIM_OCInitTypeDef   TIM_OCInitStructure; 

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //选择 PWM 模式 2

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能

TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性高

TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);   //初始化 TIM3 OC2

5）使能 TIM3。

先要使能TIM3在CCR2上的预装载寄存器

TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);

TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);   //使能 TIM3

6）修改 TIM3_CCR2 来控制占空比。

实际上就是修改CCRx寄存器的值。通过修改 TIM3_CCR2 则可以控制 CH2 的输出占空比。继而控制 DS0 的亮度。

修改 TIM3_CCR2 占空比的函数是：

void TIM_SetCompare2(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare2)；