STM32实现PWM波形：频率固定与占空比可调技术

资源摘要信息:"PWM(固定频率+可调占空比)_基于STM32的PWM_" PWM（脉冲宽度调制）是一种常见的技术，用于对电气信号进行调制，它通过改变脉冲的宽度来控制电路中的功率输出。在微控制器领域，尤其是STM32系列微控制器中，PWM技术被广泛用于控制电机速度、调节LED亮度、通信等。 STM32F103是ST公司生产的一款基于ARM Cortex-M3内核的高性能单片机，其内部集成了多通道定时器，这些定时器可以配置为PWM输出。通过编程STM32F103的定时器，我们可以产生具有固定频率但占空比可调的PWM波形。 固定频率和可调占空比是PWM信号的两个关键特性。固定频率指的是PWM波形周期的固定，而占空比是指在每个周期内，信号处于高电平状态的时间与周期总时间的比例。通过改变占空比，我们可以控制负载（例如电机或LED）上的平均电压和功率。 在基于STM32的PWM应用中，通常需要完成以下几个步骤： 1. 配置时钟：首先，需要配置STM32F103的系统时钟，确保CPU和外设时钟满足定时器工作的需要。 2. 配置GPIO：将微控制器的某个或某些引脚配置为复用功能输出，以用于PWM信号的输出。 3. 配置定时器：根据所需的PWM频率和占空比，设置定时器的工作模式（如向上计数、向下计数或中央对齐模式）以及相应的计数周期和自动重载值。 4. 设置PWM通道：在定时器中配置PWM通道，并设置PWM模式。这包括配置捕获/比较模式寄存器，以确定如何生成PWM信号，以及设置捕获/比较使能寄存器，以启动PWM输出。 5. 调整占空比：通过改变捕获/比较寄存器中的值，可以动态调整PWM波形的占空比。在实时应用中，这可以通过中断服务程序或直接在主循环中完成。 6. 使用中断（可选）：如果需要更精细的控制，可以通过定时器中断来调整占空比，这可以在中断服务例程中编写代码来动态改变占空比值。 7. 启动PWM输出：最后，通过使能定时器的输出比较模式，开始PWM波形的输出。 例如，若要实现一个频率为1kHz、占空比可在0%到100%范围内连续调节的PWM波，可以通过以下步骤： - 选择合适的系统时钟源，并确保定时器的时钟频率满足要求。 - 设置定时器的预分频值和自动重载值，计算得到所需的PWM频率。例如，若系统时钟为72MHz，预分频值设置为7200-1，自动重载值设置为1000-1，则PWM频率为1kHz。 - 根据需要的占空比，调整比较值寄存器的值。比较值的范围通常在0到自动重载值之间，例如，若需要50%的占空比，比较值设置为自动重载值的一半即可。 - 配置GPIO为复用推挽模式，以确保PWM信号能够驱动外部设备。 - 开启定时器，输出PWM信号。 通过以上步骤，我们可以在STM32F103单片机上实现固定频率且占空比可调的PWM波形输出，进而控制各种基于PWM的设备。实际应用中，根据不同的需求，可以调整定时器的配置参数，实现不同的PWM特性。