使用HAL库开发STM32：使用Timer输出PWM信号

Posted 2021-08-30 Naisu Xu

文章目录

• 目的
• 基础说明
• 输出PWM信号
• 总结

目的

单片机输出PWM信号是很常用的一种功能需求，STM32中通常使用Timer来输出PWM信号，这篇文章将对相关内容做个说明。

基础说明

在使用Timer输出PWM信号需要了解一些Timer的基础知识，可以查看 《使用HAL库开发STM32：Timer基础说明与定时功能使用》 这篇文章中的 Timer基础说明 章节。

PWM信号有几个参数，周期、脉宽、频率、占空比，其中最主要的是 周期 和 脉宽 ，其它参数都可以通过这两个参数计算出来。在使用Timer输出PWM信号时PWM信号的周期就是Timer的计数周期时间，其相关内容可以参考上面链接的文章，这里只贴一下周期时间计算公式：
周期时间 = (Prescaler + 1) × (Period + 1) ÷ 时钟频率 单位：秒
确定单个信号的周期时间就能计算出频率了，计算公式如下：
频率 = 1 ÷ 周期时间 单位：赫兹

上面涉及的一些参数都是Timer本身的一些参数。对于STM32的单片机，很多Timer都可以输出多路PWM信号，每路PWM信号都有独立的参数可以设置其输出特征，最主要的参数就是 Pulse ，这个参数影响PWM信号的脉宽。

上图是默认参数下计数器计数和PWM信号输出的对照图示，上面的几个参数选项说明如下：

• Counter Mode 这个参数影响CNT的计数方式
• PWM Mode 这个参数影响比较CNT和Pulse的比较方式
  mode=1时，当CNT < Pulse时，比较结果为1、反之为0，mode=2时差不多就是比较结果反一反；
• CH Polarity 这个参数影响信号输出电平
  设置为High时，当比较结果为1时输出高电平，结果为0时输出低电平；设置为Low时则输出电平反一反；

知道脉宽和周期就可以计算占空比了，计算公式如下：
占空比 = 高电平时间 ÷ 周期

输出PWM信号

下面是最基础的PWM的使用：
下面图片看不清的话可以点击查看大图

上面演示中我使用了TIM4，在F405上它是在APB1总线上的，在上图中可以看到我的APB1给Timer的时钟频率为84MHz。上图中我设定Prescaler为83，即对时钟84分频，相当于给计数器的时钟为1MHz，每次计数时间为1us。上图中我设定Period为999，即每个计数周期为1000次计数，再根据时钟和Prescaler的设定，最终一个计数周期为1毫秒，频率为1KHz。

在使用STM32CubeIDE配置PWM生成代码后，我们只需要用下面方法就可以启动PWM输出：

HAL_TIM_PWM_Start(&htim4,TIM_CHANNEL_1);

如果想要停止PWM信号输出可以使用下面方法：

HAL_TIM_PWM_Start_IT(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channel);

如果想要在程序中动态的修改Pulse来调节占空比可以使用下面方法：

__HAL_TIM_SET_COMPARE(__HANDLE__, __CHANNEL__, __COMPARE__)

在默认配置下，如果Pulse设置为0，那么将恒定输出低电平；如果Pulse设置大于Period，那么将恒定输出高电平。

如果想要在程序中动态修改 周期/频率 ，其实就是修改Period，可以使用下面方法，建议在配置时使能AutoReloadPreload：

__HAL_TIM_SET_AUTORELOAD(__HANDLE__, __AUTORELOAD__)

通常一个Timer可以输出多路PWM信号，每一路PWM信号可以设置不同的脉宽，但频率是相同的。

总结

使用Timer输出PWM信号只是在定时器的基础上增加一点点内容，使用起来也很简单，更多内容可以查看官方文档和例程。