STM32呼吸灯实验手册（TIM定时器）
一、实验目标
- 使用TIM定时器的PWM模式控制LED亮度
- 实现LED渐亮渐灭的呼吸灯效果
- 掌握HAL库的TIM配置方法
二、硬件准备
- 开发板：STM32F103C8T6
- LED模块：LED串联220Ω电阻两组
- USB-TTL调试器
- 硬件连接
三、软件配置（STM32CubeMX）
- 打开STM32CubeMX
- 选择MCU型号：STM32F103C8T6
- 设置SYS调试接口：Serial Wire（SWD）
- 设置TIM参数
对照参数设置
按设置生成的波形
- 设置RCC参数
- 生成项目
四、代码编写
在生成代码的mian函数中编写如下代码
HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL1);//启动PWM正常输出
HAL_TIMEx_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL1);//启动PWM互补输出
while(1){//修改
float t = HAL_GetTick() * 0.001;//获取当前时间
float duty = 0.5 * sin(2*3.14*t) + 0.5;//计算占空比
uint16_t arr = __HAL_TIM_GET_AUTORELOAD(&htim1);//获取ARR寄存器的值
uint16_t ccr = duty * (arr + 1);//计算CRR寄存器的值
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_1,ccr);//将计算结果写入CCR
}
五、代码解析
关键函数说明
HAL_TIM_PWM_Start
HAL_StatusTypeDef HAL_TIM_PWM_Start(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel);功能作用
此函数用于启动定时器（TIM）的指定通道输出PWM信号。其核心操作包括：
- 使能定时器的计数器（
TIMx->CR1 |= TIM_CR1_CEN） - 启用指定通道的PWM输出（配置通道的CCxE位，如
TIMx->CCER |= TIM_CCER_CC1E）
参数解析
| 参数 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
htim | TIM_HandleTypeDef* | 指向TIM外设的句柄（包含定时器配置信息，如预分频、计数模式等） |
Channel | uint32_t | 指定PWM输出的通道号（TIM_CHANNEL_1 到 TIM_CHANNEL_4） |
HAL_TIMEx_PWM_Start
HAL_StatusTypeDef HAL_TIMEx_PWM_Start(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel);功能作用
此函数是HAL库中针对高级定时器（TIM1/TIM8）或复杂PWM场景的扩展函数，用于启动定时器的PWM输出。与HAL_TIM_PWM_Start的主要区别在于：
- 支持高级定时器的互补通道（如CH1N、CH2N等）
- 包含刹车（Break）和死区时间（Dead Time）控制逻辑
- 适用于电机控制、逆变器等需要安全保护的场景
参数解析
| 参数 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
htim | TIM_HandleTypeDef* | 指向高级定时器（TIM1/TIM8）的句柄 |
Channel | uint32_t | 支持互补通道的选项：TIM_CHANNEL_1TIM_CHANNEL_1N |
HAL_TIM_GET_AUTORELOAD
#define HAL_TIM_GET_AUTORELOAD(__HANDLE__) 功能作用
此宏用于直接读取定时器自动重装载寄存器（AutoReload Register, ARR）的当前值。
核心功能：
- 获取定时器的周期设定值（决定PWM频率或定时溢出时间）
- 适用于动态调整定时参数时的参数校验
- 调试时验证配置是否生效
| 参数 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
__HANDLE__ | TIM_HandleTypeDef* | 指向TIM外设的句柄（包含定时器配置信息） |
HAL_TIM_SET_COMPARE
#define __HAL_TIM_SET_COMPARE(__HANDLE__, __CHANNEL__, __COMPARE__) 功能作用
此宏用于直接设置定时器的捕获/比较寄存器（CCRx）值，从而控制PWM占空比或定时触发点。
核心功能：
- 动态调整PWM输出的占空比（如呼吸灯、电机调速）
- 设置输入捕获的触发阈值
- 配置输出比较模式的匹配值
| 参数 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
__HANDLE__ | TIM_HandleTypeDef* | 指向TIM外设的句柄（包含定时器配置信息） |
__CHANNEL__ | uint32_t | 指定通道：TIM_CHANNEL_1-TIM_CHANNEL_4 |
__COMPARE__ | uint32_t | 比较值（0 ≤ COMPARE ≤ AutoReload） |
关于CCR的值
在while循环中我们要向外输出一个PWM信号， 满足呼吸灯的现象可以用一个正弦波来做输出
占空比是CCR和ARR+1的比值
我们想得到CCR的值根据上述公式可以得到
那么就得到CCR的表达式
uint16_t ccr = duty * (arr + 1);//计算CRR寄存器的值六、实验现象
烧录程序后，LED呈现渐变呼吸效果