嵌入式系统原理及应用项目化教程 课件 项目五 呼吸灯控制设计与实现

嵌入式系统原理及应用

项目化教程项目5呼吸灯控制设计与实现学习目标1.掌握STM32通用定时器的原理及软件配置；2．掌握STM32通用定时器中断及软件配置；3．掌握STM32PWM的原理；4．利用定时器实现PWM呼吸灯。目录5.1定时器介绍5.2任务9使用定时器实现PWM控制5.1定时器介绍通用定时器的内部结构框图5.1定时器介绍5.1定时器介绍5.1定时器介绍5.1定时器介绍5.1定时器介绍5.1定时器介绍5.1定时器介绍定时器中断实验APB1时钟X1/X2F(CK_PSC)

÷NCK_CNT内部时钟选择5.1定时器介绍定时器中断实验时钟计算方法：5.1定时器介绍定时器中断实验通用定时器可以向上计数、向下计数、向上向下双向计数模式。①向上计数模式：计数器从0计数到自动加载值(TIMx_ARR)，然后重新从0开始计数并且产生一个计数器溢出事件。②向下计数模式：计数器从自动装入的值(TIMx_ARR)开始向下计数到0，然后从自动装入的值重新开始，并产生一个计数器向下溢出事件。③中央对齐模式（向上/向下计数）：计数器从0开始计数到自动装入的值-1，产生一个计数器溢出事件，然后向下计数到1并且产生一个计数器溢出事件；然后再从0开始重新计数。计数器模式5.1定时器介绍向下计数模式（时钟分频因子=1）5.1定时器介绍向上计数模式（时钟分频因子=1）5.1定时器介绍中央对齐计数模式（时钟分频因子=1ARR=6）5.1定时器介绍计数器当前值寄存器CNT5.1定时器介绍预分频寄存器TIMx_PSC5.1定时器介绍自动重装载寄存器（TIMx_ARR)5.1定时器介绍控制寄存器1（TIMx_CR1）5.1定时器介绍DMA中断使能寄存器（TIMx_DIER）5.1定时器介绍常用库函数voidTIM_TimeBaseInit(TIM_TypeDef*TIMx,TIM_TimeBaseInitTypeDef*TIM_TimeBaseInitStruct);定时器参数初始化：voidTIM_Cmd(TIM_TypeDef*TIMx,FunctionalStateNewState)定时器使能函数：定时器中断使能函数：voidTIM_ITConfig(TIM_TypeDef*TIMx,uint16_tTIM_IT,FunctionalStateNewState);5.1定时器介绍状态标志位获取和清除FlagStatusTIM_GetFlagStatus(TIM_TypeDef*TIMx,uint16_tTIM_FLAG);voidTIM_ClearFlag(TIM_TypeDef*TIMx,uint16_tTIM_FLAG);ITStatusTIM_GetITStatus(TIM_TypeDef*TIMx,uint16_tTIM_IT);voidTIM_ClearITPendingBit(TIM_TypeDef*TIMx,uint16_tTIM_IT);5.1定时器介绍定时器中断实现步骤能定时器时钟。RCC_APB1PeriphClockCmd();②

初始化定时器，配置ARR,PSC。

TIM_TimeBaseInit();开启定时器中断，配置NVIC。

voidTIM_ITConfig();

NVIC_Init();④

使能定时器。

TIM_Cmd();⑥

编写中断服务函数。

TIMx_IRQHandler();5.1定时器介绍TIM2初始化函数voidTIM2_Init(u16per,u16psc){TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseInitStructure;NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);//使能TIM2时钟TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=per;//自动装载值TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=psc;//分频系数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//设置向上计数模式TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);//开启定时器中断TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQn;//定时器中断通道NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;//抢占优先级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=3;//子优先级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE; //IRQ通道使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);//使能定时器}5.1定时器介绍TIM2中断函数voidTIM2_IRQHandler(void){if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update)){led1=!led1;}TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update); }5.1定时器介绍主函数#include"system.h"#include"SysTick.h"#include"led.h"#include"time.h"intmain(){u8i;SysTick_Init(72);NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//中断优先级分组，分2组LED_Init();TIM2_Init(1000,36000-1);//定时500mswhile(1){i++;if(i%20==0){led0=!led0;}delay_ms(10);}}

通过TIM2的更新中断控制LED1指示灯间隔500ms秒状态取反，主函数控制LED0指示灯不断闪烁。5.2任务9使用定时器实现PWM控制

脉冲宽度调制PWM(PulseWidthModulation)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技术手段。就是调节一个周期中高电平所占的百分比，也就是调节占空比。比如可以通过调节占空比来控制直流电机的通电时间，以达到调速的目的，或通过调节占空比控制加热时间，进行温度控制等。5.2任务9使用定时器实现PWM控制STM32PWM工作过程5.2任务9使用定时器实现PWM控制STM32PWM工作过程5.2任务9使用定时器实现PWM控制STM32PWM工作过程（通道1为例）CCR1:捕获比较(值)寄存器（x=1,2,3,4):设置比较值。CCMR1:OC1M[2:0]位：

对于PWM方式下，用于设置PWM模式1【110】或者PWM模式2【111】CCER:CC1P位：输入/捕获1输出极性。0：高电平有效，1：低电平有效。CCER:CC1E位：输入/捕获1输出使能。0：关闭，1：打开。5.2任务9使用定时器实现PWM控制PWM模式1&PWM模式25.2任务9使用定时器实现PWM控制5.2任务9使用定时器实现PWM控制voidTIM_OC2PreloadConfig(TIM_TypeDef*TIMx,uint16_tTIM_OCPreload);voidTIM_ARRPreloadConfig(TIM_TypeDef*TIMx,FunctionalStateNewState);5.2任务9使用定时器实现PWM控制自动重载的预装载寄存器voidTIM_ARRPreloadConfig(TIM_TypeDef*TIMx,FunctionalStateNewState);简单的说，ARPE=1,ARR立即生效APRE=0,ARR下个比较周期生效。5.2任务9使用定时器实现PWM控制STM32定时器3输出通道引脚5.2任务9使用定时器实现PWM控制PWM输出配置步骤

使能定时器3和相关IO口时钟。

使能定时器3时钟：RCC_APB1PeriphClockCmd();

使能GPIOB时钟：RCC_APB2PeriphClockCmd();②

初始化IO口为复用功能输出。函数：GPIO_Init();

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;

这里我们是要把PB5用作定时器的PWM输出引脚，所以要重映射配置，

所以需要开启AFIO时钟。同时设置重映射。RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);

GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3,ENABLE);④

初始化定时器：ARR,PSC等：TIM_TimeBaseInit();⑤

初始化输出比较参数:TIM_OC2Init();⑥

使能预装载寄存器：TIM_OC2PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);⑦

使能定时器。TIM_Cmd();⑧

不断改变比较值CCRx，达到不同的占空比效果:TIM_SetCompare2();5.2任务9使用定时器实现PWM控制TIM3通道3的PWM初始化代码voidTIM3_CH1_PWM_Init(u16per,u16psc){TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseInitStructure;TIM_OCInitTypeDefTIM_OCInitStructure;GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;/*开启时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);/*配置GPIO模式和IO口*/GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);GPIO_PinRemapConfig(GPIO_FullRemap_TIM3,ENABLE);//改变指定管脚的映射TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=per;//自动装载值TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=psc;//分频系数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//设置向上计数模式TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseInitStructure);TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_Low;TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;TIM_OC1Init(TIM3,&TIM_OCInitStructure);//输出比较通道3初始化TIM_OC1PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable);//使能TIMx在CCR1上的预装载寄存器TIM_ARRPreloadConfig(TIM3,ENABLE);//使能预装载寄存器TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);//使能定时器}

硬件电路只使用到开发板上的LED0，连接在PB0管脚。要实现的功能是：通过TIM3的CH3输出一个PWM信号，控制LED0指示灯由暗变亮，再由亮变暗。5.2任务9使用定时器实现PWM控制#include"system.h"#include"SysTick.h"#include"led.h"#include"pwm.h"intmain(){u16i=0;u8fx=0;SysTick_Init(72);NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//中断优先级分组，分2组LED_Init();TIM3_CH1_PWM_Init(500,72-1);//频率是2