工程師STM32單片機(jī)學(xué)習(xí)手記（3）：修修改改玩串口

　　將代碼寫入芯片，事實(shí)確實(shí)是TIM2_CH1（146.48Hz）和TIM2_CH2（219.7Hz）的閃爍極明顯，幾乎看不出漸亮的過(guò)程，亮度高時(shí)幾乎全亮，亮度低時(shí)一陣狂閃。而TIM2_CH4則效果十分明顯，達(dá)到了預(yù)計(jì)的要求。TIM2_CH3（439.4）呢，則介于兩者之間，可以看出漸亮和漸滅的效果，但是也有很明顯的閃爍效應(yīng)。但在示波器（傳統(tǒng)示波器）上，卻是TIM2_CH3的效果最好，逐漸伸縮的PWM波形看得清清楚楚。

　　接下來(lái)就要研究TIM的PWM方式了，用PWM方式來(lái)實(shí)現(xiàn)同樣的功能，應(yīng)該很有趣。

STM32學(xué)習(xí)筆記——用PWM做個(gè)正弦波發(fā)生器

　　一、用PWM的方法實(shí)現(xiàn)熒火蟲(chóng)燈

　　上次提到要用Timer的PWM功能來(lái)實(shí)現(xiàn)熒火蟲(chóng)燈。當(dāng)然還是找一個(gè)現(xiàn)成的例子來(lái)作個(gè)修改，這回要用到的例子在這里。

　　復(fù)制一份到自己練習(xí)用的文件夾中，建立工程。

　　先閱讀readme.txt及源程序，了解一些基本信息。

　　從程序中可以知道：

　　（1） 使用TIM3

　?。?） 定時(shí)器的時(shí)鐘頻率是36MHz.

　　（3） PWM信號(hào)的頻率是36KHz，這是通過(guò)TIM3的ARR來(lái)設(shè)置的。ARR的值是999，因此PWM的頻率是36MHz/（999+1）=36KHz。

　?。?） 四個(gè)通道的占空比分別由TIM3_CCR1~TIM3_CCR4來(lái)確定，算式是：

　?。═IM3_CCR1/ TIM3_ARR）* 100

　　由此，當(dāng)PWM的頻率是36K時(shí)，占空比分辨率接近0.1%。降低頻率，可以獲得更高的分辨率。

　　要完成燈的漸亮和漸滅控制，只要定時(shí)改變TIM3_CCR1的值就行了。

　　如何改變呢？這里用到STM32提供的系統(tǒng)定時(shí)器（SysTick）

　　數(shù)據(jù)手冊(cè)中關(guān)于這個(gè)定時(shí)器的描述如下：

　　-------------------------------------------------------------

系統(tǒng)時(shí)基定時(shí)器

　　這個(gè)定時(shí)器是專用于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，也可當(dāng)成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的遞減計(jì)數(shù)器。它具有下述特性：

　　● 24位的遞減計(jì)數(shù)器

　　● 自動(dòng)重加載功能

　　● 當(dāng)計(jì)數(shù)器為0時(shí)能產(chǎn)生一個(gè)可屏蔽系統(tǒng)中斷

　　● 可編程時(shí)鐘源

　　而它的使用方法可以在庫(kù)提供的例子中找到。

　　有一個(gè)初始化函數(shù)：

　　void SysTick_Configuration（void）

　　{

　　if （SysTick_Config（（SystemFrequency） / 10）） //經(jīng)實(shí)際測(cè)試發(fā)現(xiàn)，除以10是100ms，除以100是10ms，依此類推

　　{

　　/* Capture error */

　　while （1）;

　　}

　　NVIC_SetPriority（SysTick_IRQn， 0x0）;

　　}

　　這里將其初始化為每100ms產(chǎn)生一次中斷。

　　將這個(gè)函數(shù)放在main.c中，在main函數(shù)中調(diào)用它，即完成初始化工作。在system32_it.c中有中斷處理函數(shù)。

　　void SysTick_Handler（void）

　　{}

　　原例子中這里沒(méi)有寫代碼，可以根據(jù)需要自行增加相關(guān)代碼來(lái)處理每100ms時(shí)間到的事件。

　　代碼如下：

　　extern uint16_t dutyRatio;

　　extern uint8_t ChangDuty;

　　void SysTick_Handler（void）

　　{ static uint8_t Counter;

　　if（Counter》16）

　　dutyRatio-=62;

　　else

　　{ dutyRatio+=62;

　　if（dutyRatio》999）

　　dutyRatio=999;

　　}

　　if（++Counter》=32）

　　Counter=0;

　　ChangDuty=1;

　　}

　　這里定義了兩個(gè)變量，一個(gè)是dutyRatio，用來(lái)控制占空比的變化。它在main.c中定義，并初始化為6。初始化TIM3_CH1通道時(shí)使用該變量。

　　每次中斷則視情況增加或者減少，每次變化的量是62。在SysTick_Handler函數(shù)中，定義了一個(gè)static型的變量Counter，它的值在 0～31之間變化。當(dāng)其值在0～15之間時(shí)，dutyRatio每次加1，這樣一共是加16次，即其最終的值是：6+16*62=998，正好比ARR的值小1。當(dāng)Counter的值在16～31之間變化時(shí)，dutyRatio每次減62。這樣，dutyRatio的值始終在6～998之間變化，對(duì)應(yīng)的是占空比在：

　　6/999*100%=0.6% ～ 998/999*100%=99.89% 之間變化。

　　ChangDuty是一個(gè)標(biāo)志，用途是通知main函數(shù)，占空比已發(fā)生變化，要求更新CCR1。Mina函數(shù)的處理如下：

　　while （1）

　　{ if（ChangDuty==1）

　　{

　　TIM3-》CCR1=dutyRatio;

　　ChangDuty=0;

　　}

　　}

　　在用軟件仿真時(shí)，執(zhí)行到TIM3-》CCR1=dutyRatio;時(shí)，外圍部件中的相應(yīng)值并沒(méi)有立即變化。目前還沒(méi)有弄清楚是調(diào)試器的問(wèn)題還是確實(shí)不立即發(fā)生變化。

　　使用硬件來(lái)測(cè)試，由于我手邊的板子TIM3_CH1上沒(méi)有接LED，所以就看不出燈亮的效果了，不過(guò)，不要緊，還有示波器。將程序下載入FLASH后運(yùn)行，觀察GPIOA.6，可以看到非常漂亮的波形。用萬(wàn)用表電壓檔測(cè)該引腳的電壓，可以看到電壓平穩(wěn)地上升和下降。所以，我有些懷疑上面提到的那個(gè)CCR1沒(méi)有立即變化僅僅只是調(diào)試器的問(wèn)題。//藍(lán)色的字這個(gè)不對(duì)，下面有說(shuō)明。

二、用PWM生成正弦波

　　有了PWM，自然就可以用PWM的方法生成正弦波了。下面生成500Hz正弦波的方法參考自張明峰的《PIC單片機(jī)入門與實(shí)踐》

　　每個(gè)正弦波分成四個(gè)像限，每個(gè)像限16點(diǎn)，共64點(diǎn)，每點(diǎn)出現(xiàn)2個(gè)PWM周期，故PWM的周期為：2ms/128=156.25us，頻率為64KHz。

　　TIM3 Frequency = TIM3 counter clock/（ARR + 1）

　　倒過(guò)來(lái)：

　　ARR=TIM3 Counter Clock/TIM3 Frequenc - 1 =562.5-1 =561

　　如果取ARR的值是561的話，那么實(shí)際的頻率是64.056KHz，即最終生成為的正弦波頻率是：500.4Hz

　　有了ARR，占空比就取決于CCR1的值了，使用EXCEL可以方便地計(jì)算出第一象限的16個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)：

　　280，307，335，361，387，412，436，458，478，496，513，527，539，548，555，559

　　有了第一象限，其他象限都可以鏡像生成了。具體方法請(qǐng)看源程序。

　　要用上面的例子修改，還需要做一些工作。

　　前面是在SysTick中做出標(biāo)志，然后在主程序中修改CCR1的值，現(xiàn)在不行了，肯定會(huì)有時(shí)間的誤差，不能這做么，要在PWM輸出后修正，這樣就要在PWM波形輸出時(shí)產(chǎn)生中斷。因此，需要在main函數(shù)中增加以下這個(gè)函數(shù)。

　　這個(gè)函數(shù)哪里來(lái)的呢，很簡(jiǎn)單，從timebase工程中中抄來(lái)的然后將TIM2改成TIM3就行了^_^。然后在main函數(shù)中調(diào)用它。

　　注意，還需要打開(kāi)stm32f10x_conf.h文件，將下面：

　　藍(lán)色框里面的包含文件給“解放”出來(lái)。當(dāng)然，同時(shí)要把庫(kù)中的misc.c源程序文件加入工程中來(lái)。否則，編譯是通不過(guò)的。

　　為了讓通道1可以產(chǎn)生中斷，還需要做一件事，就是下面藍(lán)色的部分。

　　/* TIM IT enable */

　　TIM_ITConfig（TIM3， TIM_IT_CC1， ENABLE）;

　　//也是從TIMEBASE工程中抄來(lái)，再將TIM2改成TIM3的。

　　/* TIM3 enable counter */

　　TIM_Cmd（TIM3， ENABLE）;

　　現(xiàn)在該到stm32f10x_it.c中去了，增加一個(gè)中斷處理函數(shù)：

　　uint16_t sinTab［］={280，307，335，361，387，412，436，458，478，496，513，527，539，548，555，559};

　　uint8_t Count1，Count2; //1.像限計(jì)數(shù)器，其值在0～3之間變化 2.其值在0～31之間變化

　　void TIM3_IRQHandler（void）

　　{

　　if （TIM_GetITStatus（TIM3， TIM_IT_CC1） ！= RESET）

　　{

　　TIM_ClearITPendingBit（TIM3， TIM_IT_CC1）;

　　if（Count2%2==0） //準(zhǔn)備更新，新的值會(huì)在下一次更新

　　{ switch（Count1）

　　{ case 0： //象限1

　　{

　　TIM3-》CCR1= sinTab［Count2/2］;

　　break;

　　}

　　case 1： //象限2

　　{ TIM3-》CCR1=sinTab［15-Count2/2］;

　　break;

　　}

　　case 2： //象限3

　　{ TIM3-》CCR1=560-sinTab［Count2/2］;

　　break;

　　}

　　case 3： //象限4

　　{ TIM3-》CCR1=560-sinTab［15-Count2/2］;

　　break;

　　}

　　default:break;

　　}

　　}

　　}

　　if（++Count2==32）

　　{ Count2=0;

　　if（++Count1==4）

　　Count1=0;

　　}

　　}