如果已知 stm32f103 单片机的 PWM 模式的重装载值和预分频系数，可以通过以下公式来计算 PWM 信号的电平频率和高电平持续时间

时间: 2023-06-09 12:03:51 浏览: 230

STM32的PWM波的频率和占空比

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### STM32的PWM波的频率和占空比 #### 引言脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，简称PWM）是一种利用微处理器的数字输出对模拟电路进行控制的技术，它广泛应用于电机控制、电源管理和信号合成等领域。在嵌入式系统开发中，STM32作为一款高性能且灵活的单片机，提供了丰富的定时器资源来实现PWM功能。本文将深入探讨如何通过STM32的定时器配置来精确控制PWM波的频率和占空比。 #### STM32定时器原理及配置 ##### 1. 定时器结构 STM32的定时器通常由以下几个关键寄存器组成： - **自动重载寄存器（Auto Reload Register, ARR）**：用于设置计数器的最大计数值，当计数器达到这个值时会自动重置。 - **预分频器寄存器（Prescaler Register, PSC）**：用于设置定时器的预分频系数，从而调节计数速度。 - **捕获/比较寄存器（Capture/Compare Registers, CCRx）**：用于配置每个通道的PWM占空比。 ##### 2. 频率配置为了生成指定频率的PWM波，我们需要正确配置定时器的PSC和ARR寄存器。 - **频率计算公式**：\[ f_{PWM} = \frac{f_{clk}}{(PSC + 1) \times (ARR + 1)} \] - 其中，\( f_{clk} \) 是定时器的工作频率，通常是STM32的APB1时钟频率的两倍。 - \( PSC \) 是预分频器寄存器的值。 - \( ARR \) 是自动重载寄存器的值。假设我们要生成100Hz的PWM波，并且STM32的APB1时钟频率为36MHz（TIMx时钟为72MHz）： - 设定\( PSC \)值为7199，则\( \frac{72MHz}{7200} = 10kHz \)，表示定时器每秒钟溢出10000次。 - 为了得到100Hz的PWM频率，我们需要设定\( ARR \)值为99，这样\( 10kHz / (99 + 1) = 100Hz \)。 ##### 3. 占空比配置占空比是指在一个周期内，高电平持续时间与整个周期时间的比例。在STM32中，通过设置CCR寄存器的值来调节占空比。 - **占空比计算公式**：\[ Duty\% = \frac{CCR_x}{ARR} \times 100\% \] - \( CCR_x \) 是对应的捕获/比较寄存器的值。 - \( ARR \) 是自动重载寄存器的值。例如，若我们希望设置一个50%的占空比，并且已知\( ARR = 99 \)，那么\( CCR_x \)应该设置为49.5（实际应用中取整数，即50）。 #### 示例代码解析以下是一个简单的示例代码，用于生成100Hz的PWM波，占空比为50%： ```c #include "stm32f1xx_hal.h" void SystemClock_Config(void); void MX_TIM3_Init(void); int main(void) { HAL_Init(); SystemClock_Config(); MX_TIM3_Init(); while (1) { } } void SystemClock_Config(void) { // System Clock Configuration } void MX_TIM3_Init(void) { TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0}; TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0}; htim3.Instance = TIM3; htim3.Init.Prescaler = 7199; // PSC htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; htim3.Init.Period = 99; // ARR htim3.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; if (HAL_TIM_PWM_Init(&htim3) != HAL_OK) { Error_Handler(); } sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET; if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim3, &sMasterConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); } sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1; sConfigOC.Pulse = 50; // CCR sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH; sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE; if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim3, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK) { Error_Handler(); } HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_1); } ``` #### 总结本文详细介绍了STM32如何通过配置定时器的PSC、ARR以及CCR寄存器来生成特定频率和占空比的PWM波。通过对这些寄存器的精确控制，可以实现各种复杂的PWM应用需求。在实际开发过程中，还需要根据具体的应用场景进行调试和优化，以达到最佳效果。

答：是的，可以通过以下公式计算PWM信号的电平频率和高电平持续时间： PWM信号频率=时钟频率÷(重装载值×预分频系数) 高电平持续时间=占空比× (1/频率) 其中，时钟频率可以通过查阅单片机的数据手册或者使用现有的库函数来获取。重装载值和预分频系数是PWM模式的两个重要参数，需要根据具体的应用需求来确定。

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如果已知 stm32f103 单片机的 PWM 模式的重装载值和预分频系数，可以通过以下公式来计算 PWM 信号的电平频率和高电平持续时间

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