單元十二呼吸燈上海城建職業(yè)04課件講解

單元十二呼吸燈主講人：***上海城建職業(yè)學(xué)院本單元內(nèi)容PWM基本概念配置STM32PWM輸出編程現(xiàn)實(shí)LED的呼吸燈效果教學(xué)目標(biāo)了解PWM的工作原理熟悉STM32的PWM功能設(shè)置掌握通過(guò)改變PWM占空比實(shí)現(xiàn)呼吸燈效果12.1PWM基本概念PWM介紹PWM概念PWM基本概念PWM定義：脈沖寬度調(diào)制（PulseWidthModulation，PWM）簡(jiǎn)稱脈寬調(diào)制。通俗講，PWM是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。通過(guò)高分辨率計(jì)數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來(lái)對(duì)一個(gè)具體模擬信號(hào)的電平進(jìn)行編碼。PWM信號(hào)仍然是數(shù)字的，因?yàn)樵诮o定的任何時(shí)刻，滿幅值的直流供電要么完全有(ON)，要么完全無(wú)(OFF)。電壓或電流源是以一種通(ON)或斷(OFF)的重復(fù)脈沖序列被加到模擬負(fù)載上去的。通的時(shí)候即是直流供電被加到負(fù)載上的時(shí)候，斷的時(shí)候即是供電被斷開的時(shí)候。只要帶寬足夠，任何模擬值都可以使用PWM進(jìn)行編碼。占空比定義：占空比就是高電平所占整個(gè)周期的時(shí)間，如下圖所示第一個(gè)PWM波，周期為10ms，高電平的時(shí)間為4ms，所以占空比為40%，同理第二個(gè)PWM波為60%，第三個(gè)為80%。PWM介紹PWM概念PWM基本概念STM32沒(méi)有專門的PWM引腳，所以使用IO口的復(fù)用模式。首先確認(rèn)PWM功能的輸出管腳，使用定時(shí)器8。從下面的框圖中得知，timer8有四個(gè)輸出通道，所以timer8能輸出四路PWM。基本概念PWM概念配置定時(shí)器的PWM功能在STM32F103數(shù)據(jù)手冊(cè)中的Altenatefunctionmapping圖片中，timer8的兩個(gè)通道分別可以復(fù)用為PC6，PC7，PC8和PC9?；靖拍頟WM概念下圖中的①部分，在第11章已經(jīng)講解過(guò)了，重點(diǎn)在②部分，捕獲/對(duì)比通道講解，其中STM32的PWM就是利用對(duì)比通道實(shí)現(xiàn)的。配置定時(shí)器的PWM功能基本概念PWM概念脈沖寬度調(diào)制模式可以生成一個(gè)信號(hào)，該信號(hào)頻率由TIMx_ARR寄存器值決定，其占空比則由TIMx_CCRx寄存器值決定。從下圖可以看出，當(dāng)CCR寄存器和CNT計(jì)數(shù)器數(shù)值一樣時(shí)，會(huì)產(chǎn)生動(dòng)作（改變通道對(duì)應(yīng)的GPIO電平）。由于CNT溢出時(shí)，重載值由TIMx_ARR寄存器值決定的。所以說(shuō)TIMx_ARR寄存器值決定周期，而TIMx_CCRx寄存器值決定CNT溢出時(shí)，經(jīng)過(guò)多久會(huì)產(chǎn)生動(dòng)作（改變通道對(duì)應(yīng)的GPIO電平），也就是決定了占空比。配置定時(shí)器的PWM功能基本概念PWM概念以向上計(jì)數(shù)為例，重載值為ARR，比較值為CRRx。上圖可以看出：0-t1段,定時(shí)器計(jì)數(shù)器TIMx_CNT值小于CCRx值,輸出低電平。t1-t2段,定時(shí)器計(jì)數(shù)器TIMx_CNT值大于CCRx值,輸出高電平。當(dāng)TIMx_CNT值達(dá)到ARR時(shí),定時(shí)器溢出,重新向上計(jì)數(shù)...循環(huán)此過(guò)程至此一個(gè)PWM周期完成。信號(hào)頻率由TIMx_ARR寄存器值決定占空比則由TIMx_CCRx寄存器值決定配置定時(shí)器的PWM功能12.2配置STM32PWM輸出配置步驟STM32輸出PWMSTM32輸出PWM的過(guò)程1、首先配置GPIO，配置定時(shí)器，具體參考一下代碼。2、捕獲/比較通道使能比較通道。上圖看到，①寄存器名字為：Capture/Compare1register。可以選擇從②處輸入捕獲，也可以選擇從從③中輸出，也就是我們需要的PWM輸出功能。選擇捕獲通道，還是選擇比較通道，在框圖中沒(méi)有找到具體的說(shuō)明，但在TIMx_CCMR1寄存器CC1S[1:0]控制位使能。配置步驟STM32主機(jī)通過(guò)IIC與SHT20通信時(shí)序3、使能完輸出，就要配置PWM輸出了STM32輸出PWM配置步驟STM32主機(jī)通過(guò)IIC與SHT20通信時(shí)序①TIMx_CCMR1寄存器的OC1M[2:0]位,設(shè)置輸出模式控制器110：PWM模式1，111：PWM模式2。②計(jì)數(shù)器值TIMx_CNT與通道1捕獲比較寄存器CCR1進(jìn)行比較,通過(guò)比較結(jié)果輸出有效電平和無(wú)效電平。OC1REF=0無(wú)效電平，OC1REF=1無(wú)效電平。③通過(guò)輸出模式控制器產(chǎn)生的信號(hào)。TIMx_CCER寄存器的CC1P位,設(shè)置輸入/捕獲通道1輸出極性。0:高電平有效，1:低電平有效。④TIMx_CCER:CC1E位控制輸出使能電路,信號(hào)由此輸出到對(duì)應(yīng)引腳。0:關(guān)閉，1：打開。總結(jié)下來(lái)：模式1:CNT>CCR為無(wú)效電平//(OC1REF=0)模式2:CNT>CCR為有效電平//(OC1REF=1)CC1P:0:高電平有效1:低電平有效STM32輸出PWM12.3編程實(shí)現(xiàn)PWM呼吸燈應(yīng)用編程呼吸燈配置STM32初始化定時(shí)器8的PWM功能首先配置GPIO配置定時(shí)器捕獲/比較通道使能比較通道應(yīng)用編程呼吸燈配置改變輸出高低電平的占空比，控制LED亮度不斷增大比較值CRRx，提高PWM占空比，LED燈漸亮。