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Stm32定时器输出PWM

article 2025/2/25 19:32:38

下面为你提供使用 STM32 标准库实现定时器初始化、输出 PWM 以及添加定时器中断功能的详细代码及解释。此示例以 STM32F103 系列芯片为例，使用定时器 3 输出 PWM 信号并添加定时器更新中断。

代码示例

#include "stm32f10x.h"

// 函数声明
void RCC_Configuration(void);
void GPIO_Configuration(void);
void TIM3_Configuration(void);
void NVIC_Configuration(void);

// 中断服务函数声明
void TIM3_IRQHandler(void);

int main(void)
{
    // 配置系统时钟、GPIO、定时器和NVIC
    RCC_Configuration();
    GPIO_Configuration();
    TIM3_Configuration();
    NVIC_Configuration();

    // 使能定时器3
    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);

    // 使能定时器3的PWM输出通道1
    TIM_CtrlPWMOutputs(TIM3, ENABLE);

    while (1)
    {
        // 主循环可处理其他任务
    }
}

// 配置系统时钟
void RCC_Configuration(void)
{
    // 使能GPIOA和TIM3的时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
}

// 配置GPIO
void GPIO_Configuration(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    // 配置PA6为复用推挽输出，用于TIM3_CH1的PWM输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}

// 配置定时器3
void TIM3_Configuration(void)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;

    // 定时器基本参数配置
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 999; // 自动重载值，PWM周期为1ms
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 71; // 预分频器，将系统时钟72MHz分频为1MHz
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);

    // PWM模式配置
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 500; // 初始占空比为50%
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
    TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);

    // 使能定时器3的更新中断
    TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Update, ENABLE);
}

// 配置NVIC
void NVIC_Configuration(void)
{
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    // 配置TIM3中断
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

// 定时器3中断服务函数
void TIM3_IRQHandler(void)
{
    if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET)
    {
        // 清除中断标志位
        TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update);

        // 在这里编写定时器中断触发时要执行的代码
        // 例如动态改变PWM占空比
        static uint16_t pulse = 0;
        pulse += 10;
        if (pulse > 1000)
        {
            pulse = 0;
        }
        TIM_SetCompare1(TIM3, pulse);
    }
}

代码详解

1. `RCC_Configuration`函数

此函数的作用是使能相关外设的时钟。具体而言，使能了 GPIOA 和 AFIO（复用功能）的 APB2 总线时钟，以及定时器 3 的 APB1 总线时钟。因为使用 GPIOA 的引脚输出 PWM 信号，且定时器 3 作为 PWM 信号的发生源，所以需要先开启它们的时钟。

2. `GPIO_Configuration`函数

该函数用于配置 GPIO 引脚。将 PA6 引脚配置为复用推挽输出模式，速度为 50MHz。这是因为 PA6 要作为定时器 3 的通道 1（TIM3_CH1）的 PWM 输出引脚，复用推挽输出模式能让引脚输出定时器产生的 PWM 信号。

3. `TIM3_Configuration`函数

定时器基本参数配置：
- TIM_Period：设置自动重载值为 999，结合预分频器，使得 PWM 信号的周期为 1ms。
- TIM_Prescaler：预分频器的值设为 71，将系统时钟 72MHz 分频为 1MHz。
- TIM_ClockDivision：时钟分频系数设为 0。
- TIM_CounterMode：计数器模式设置为向上计数模式。
PWM 模式配置：
- TIM_OCMode：选择 PWM 模式 1。
- TIM_OutputState：使能 PWM 输出。
- TIM_Pulse：初始占空比设为 50%。
- TIM_OCPolarity：输出极性为高电平有效。
使能定时器更新中断：调用TIM_ITConfig函数使能定时器 3 的更新中断，当定时器计数器溢出时会触发中断。

4. `NVIC_Configuration`函数

该函数用于配置嵌套向量中断控制器（NVIC）。设置定时器 3 的中断优先级，包括抢占优先级和子优先级，并使能该中断通道。

5. `TIM3_IRQHandler`函数

这是定时器 3 的中断服务函数。当定时器 3 发生更新中断时，会自动调用此函数。首先通过TIM_GetITStatus函数检查是否是更新中断触发，若是则清除中断标志位TIM_ClearITPendingBit，避免重复触发。在中断服务函数中，我们实现了动态改变 PWM 占空比的功能，每触发一次中断，占空比增加 10，当占空比达到 1000 时重新归零。