中国设计网站排行榜前十名,佛山网络公司推荐,无锡网站优化公司,wordpress遍历菜单1、TIM 定时器 定时器是一种电子设备或软件组件#xff0c;用于在预定时间后触发一个事件或操作。它可以基于时钟信号或其他周期性信号来工作#xff0c;并且可以用来测量时间间隔、生成延时、触发中断等。 时钟信号 时钟信号是一种周期性的电信号#xff0c;用于同步电路中…1、TIM 定时器 定时器是一种电子设备或软件组件用于在预定时间后触发一个事件或操作。它可以基于时钟信号或其他周期性信号来工作并且可以用来测量时间间隔、生成延时、触发中断等。 时钟信号 时钟信号是一种周期性的电信号用于同步电路中的操作。它通常是一个方波信号有高电平和低电平两种状态这两种状态周期性地交替出现。时钟信号的频率即每秒的周期数决定了电路或设备可以执行操作的速度。例如在一个微处理器中时钟信号驱动CPU的指令执行流程每个时钟周期CPU可以完成一定数量的操作。 脉冲信号 脉冲信号是一种短暂存在的电信号其形状通常类似于一个快速上升然后快速下降的尖峰。脉冲信号可以由时钟信号生成但不一定是周期性的。脉冲信号通常用于触发某些事件或操作例如触发数字电路中的门电路或控制模拟电路中的开关。 周期 周期是指一个事件或信号重复发生的时间间隔。对于时钟信号来说周期就是两个相邻的时钟周期即相邻的高电平到高电平或低电平到低电平的时间间隔之间的时间长度。周期的倒数就是频率即每秒钟发生的周期数。 频率与周期
频率Hz定义为每秒内周期性事件如时钟信号的周期发生的次数。例如100Hz表示每秒有100个完整的周期。周期时间秒是频率的倒数表示一个完整周期所需的时间。计算公式为 Tf1其中 f 是频率HzT 是周期时间秒。因此对于100Hz的频率周期时间为 10010.01 秒。
时钟信号的调整倍频与分频
倍频是指将时钟信号的频率提高至原始频率的整数倍。这通常通过相位锁定环PLL或其他频率合成技术实现以增加系统处理速度。分频则是将时钟信号的频率降低到原始频率的某个分数。这有助于在需要较低操作速度或功耗的应用中优化性能。
时钟信号的重要性
时钟信号是数字电子系统中至关重要的组成部分它驱动着系统的同步操作。以下是时钟信号在寄存器操作中的关键作用
寄存器与触发器寄存器通常由多个触发器特别是D触发器组成用于存储二进制数据0或1。每个触发器都有一个时钟输入端用于控制数据的加载或更新。D触发器D触发器是一种具有记忆功能的数字电路元件其输出Q在时钟信号的每个上升沿或下降沿取决于触发器的类型时更新为输入D的值。寄存器操作为了修改寄存器的值必须提供一个时钟信号的上升沿或指定的边沿。在时钟信号的每个有效边沿寄存器中的每个D触发器都会将其输入值D捕获到其输出Q。因此时钟信号的频率即上升沿的数量直接决定了寄存器在单位时间内能够修改其值的次数。执行指令在微处理器或数字信号处理器中时钟信号驱动着指令的执行流程。更高的时钟频率意味着处理器能够在相同的时间内执行更多的指令从而提高整体性能。频率与周期频率Hz是每秒周期性事件发生的次数周期时间秒是其倒数表示一个完整周期所需的时间。时钟信号的调整通过倍频技术提高时钟频率或通过分频技术降低时钟频率以适应不同的系统需求。时钟信号的重要性在数字电子系统中时钟信号是同步操作的基石。它控制着寄存器的数据更新进而影响指令的执行速度和系统的整体性能。每个时钟信号的上升沿或指定边沿都触发一次数据加载或更新操作因此时钟频率直接决定了单位时间内可执行的指令数量。 STM32时钟树 STM32时钟树是STM32微控制器中的一个关键组成部分它负责将时钟信号分配和扩展到整个系统的各个模块和部分。以下是对STM32时钟树的详细解析 一、时钟树的基本概念 时钟(Clock)在数字电路和计算机系统中时钟是一种周期性的信号用于同步和协调系统中各个部分的操作。时钟信号通常是一个方波信号具有固定的周期和占空比。 时钟树(Clock Tree)在数字系统或芯片中时钟树是指将一个主时钟信号分配和扩展到整个系统中各个模块和部分的一种层次结构。时钟树的目的是确保系统中所有的时钟域都能够按照规定的时序要求同步运行。 STM32时钟树的组成
STM32时钟树主要由时钟源、时钟分频器/倍频器、时钟输出等部分组成。
时钟源
高速内部时钟HSI由内部RC振荡器产生通常为8MHz但不稳定可直接作为系统时钟或在2分频后作为PLL输入。高速外部时钟HSE使用外部晶振通过OSC_IN和OSC_OUT引脚引入晶振频率范围为4~16MHz通常采用8MHz。低速内部时钟LSI由内部RC振荡器产生频率约为40kHz主要用于实时时钟RTC和独立看门狗IWDG。低速外部时钟LSE使用外部晶振通过OSC32_IN和OSC32_OUT引脚引入通常采用32.768kHz晶振也主要用于RTC和IWDG。
时钟分频器/倍频器
分频器用于将输入时钟信号分频即减小其频率以满足不同模块或外设的时钟需求。倍频器通常指锁相环PLL用于将输入时钟信号倍频即增加其频率以满足系统对更高时钟频率的需求。
时钟输出
时钟信号经过分频/倍频处理后被分配到各个总线如AHB、APB等和外设上确保它们能够按照正确的时序运行。
三、STM32时钟树的配置过程
STM32时钟树的配置通常通过软件完成具体步骤如下
配置时钟源
使用HAL库或STM32CubeMX等工具配置HSI、HSE、LSI、LSE等时钟源。选择合适的时钟源作为系统时钟的输入。
配置PLL
如果需要更高的系统时钟频率可以配置PLL的倍频系数和分频系数。将PLL的输出作为系统时钟SYSCLK的输入。
配置总线时钟和外设时钟
根据需要配置AHB、APB等总线的时钟频率。使能并配置外设的时钟确保它们能够正常工作。 锁相环
1、倍频
2、避免相位差
锁相环Phase Locked Loop, PLL是一种利用相位同步产生的电压去调谐压控振荡器VCO以产生目标频率的负反馈控制系统。以下是关于锁相环的详细解析
一、锁相环的组成
锁相环主要由三个基本部分组成鉴相器Phase Detector, PD、环路滤波器Loop Filter, LF和压控振荡器Voltage-Controlled Oscillator, VCO。
鉴相器鉴相器用于检测输入信号和输出信号之间的相位差并将这个相位差转换成电压信号输出。这个电压信号与相位差成正比反映了两个信号之间的相位关系。环路滤波器环路滤波器是一个低通滤波器用于滤除鉴相器输出信号中的高频成分和噪声只保留低频成分。这样滤波后的信号就可以作为压控振荡器的控制电压。压控振荡器压控振荡器是一个电压-频率转换器其输出信号的频率与输入的控制电压成正比。在锁相环中压控振荡器根据环路滤波器输出的控制电压来调整其输出信号的频率和相位以跟踪输入信号的频率和相位。
二、锁相环的工作原理
锁相环的工作原理可以概括为以下几个步骤
相位检测鉴相器检测输入信号和压控振荡器输出信号之间的相位差并输出一个与相位差成正比的电压信号。滤波环路滤波器滤除鉴相器输出信号中的高频成分和噪声形成控制电压。振荡控制控制电压作用于压控振荡器调整其输出信号的频率和相位以减小与输入信号之间的相位差。反馈压控振荡器的输出信号再次被鉴相器检测并与输入信号进行比较。这个过程反复进行直到输出信号的频率和相位与输入信号完全同步。 Systeminit();
SystemInit(); 这个函数在STM32微控制器的启动过程中扮演着重要的角色。这个函数通常是由启动文件如startup_stm32fxxx.s其中xxx代表具体的STM32系列型号自动调用的作为系统启动时的第一个C语言函数。它的主要目的是初始化系统时钟System Clock和配置一些关键的硬件参数以确保微控制器能够按照预期的频率和配置运行。
具体来说SystemInit(); 函数执行以下任务但可能因不同的STM32系列和库版本而有所不同
时钟系统初始化设置系统时钟源如HSI、HSE、PLL等并配置时钟分频器以生成CPU、AHB总线、APB总线等所需的时钟频率。这是确保微控制器以正确速度运行的关键步骤。NVIC嵌套向量中断控制器配置虽然SystemInit(); 函数本身可能不直接配置NVIC但它为后续的NVIC配置如中断优先级设置提供了必要的时钟和硬件基础。复位向量表重定位在某些情况下虽然这通常不是SystemInit(); 的直接职责但在某些启动流程中可能会涉及到将复位向量表从Flash的默认位置重定位到SRAM或其他位置以提高中断响应速度。其他必要的硬件初始化根据具体的STM32系列和库版本SystemInit(); 还可能执行一些其他的硬件初始化操作如配置Flash访问延迟、启用或禁用某些外设的时钟等。 在微控制器如STM32系列中定时器是一个非常重要的组件用于提供精确的时间基准用于时间测量、延时、定时中断等功能。以下是对不同类型定时器、滴答定时器、看门狗定时器WWDG和IWDG以及实时时钟RTC的规范笔记。 定时器 基本定时器 功能基本定时器主要用于提供基本的定时功能如生成简单的延时或周期性的中断。特点 通常具有较少的通道和功能。可能不支持输入捕获、输出比较等高级功能。适用于需要简单定时控制的场景。 通用定时器 功能通用定时器提供了更全面的定时和计数功能包括输入捕获、输出比较、PWM生成等。特点 比基本定时器具有更多的特性和通道。可用于生成精确的延时、测量脉冲宽度、控制PWM输出等。广泛应用于需要复杂定时控制的应用中。 高级定时器 功能高级定时器是功能最强大的定时器提供了几乎所有通用定时器的功能并增加了额外的特性如死区时间生成、互补输出等。特点 通常用于需要高精度和复杂控制的应用如电机控制、音频处理等。具有更高的性能和更多的资源。 M3滴答定时器SysTick Timer 功能SysTick定时器是ARM Cortex-M3及后续版本内核中的一个24位倒计时定时器主要用于生成操作系统时钟节拍tick或实现简单的延时函数。特点 直接由内核控制无需外部配置。通常用于操作系统的时基time base或简单的软件延时。可通过编程配置其定时周期和中断使能。 WWDG窗口看门狗 功能窗口看门狗Window Watchdog是一种用于监测软件错误的定时器。当程序因为某种原因如陷入死循环而未能按预期刷新看门狗时看门狗会触发系统复位。特点 有一个更新窗口只有在这个窗口内更新看门狗才有效这有助于防止在中断服务例程中意外复位系统。适用于需要高可靠性保护的场景。 IWDG独立看门狗 功能独立看门狗Independent Watchdog是独立于系统时钟的看门狗定时器它使用自己的低速内部振荡器作为时钟源。特点 不受系统时钟故障的影响增加了系统的可靠性。通常用于系统严重错误时的最终保护手段。 RTC实时时钟 功能实时时钟Real-Time Clock用于提供当前的日期和时间信息并能在系统断电时保持时间和日期的准确性如果配备了后备电池。特点 通常具有独立的振荡器如32.768 kHz晶振以保持时间的准确性。支持闹钟功能可用于定时唤醒系统。广泛应用于需要精确时间记录的应用中如日志记录、时间戳生成等。 在STM32微控制器中定时器TIM是一个非常重要的外设用于实现定时、延时、PWM生成等多种功能。根据复杂度和应用场景的不同STM32的定时器被分为高级定时器、通用定时器和基本定时器三种类型。以下是针对您提到的TIM1-8、高级定时器1和8、基本定时器6和7以及通用定时器2-5的更新中断的规范笔记 一、定时器分类与特性 1. 高级定时器TIM1和TIM8 特性 16位递增、递减、中心对齐计数器。16位可编程预分频器用于对计数器时钟频率进行分频。多达4个独立通道支持输入捕获、输出比较、PWM生成边缘或中间对齐模式、单脉冲模式输出。死区时间可编程的互补输出。允许在指定数目的计数器周期之后更新定时器寄存器的重复计数器。刹车输入信号可以将定时器输出信号置于复位状态或已知状态。触发DAC、ADC的同步电路。支持增量正交编码器和霍尔传感器电路。可以在更新事件、触发事件、输入捕获、输出比较时生成中断/DMA请求。更新中断当计数器达到上溢向上计数模式或下溢向下计数模式时会触发更新中断。如果启用了重复计数器则需要在重复计数器减至0并再次发生上溢或下溢时才会触发更新中断。 2. 基本定时器TIM6和TIM7 特性 16位自动装载累加计数器。16位可编程预分频器。主要用于生成简单的定时功能不支持输入捕获、输出比较等复杂功能。触发DAC的同步电路。在更新事件计数器溢出时产生中断/DMA请求。更新中断当计数器溢出时会触发更新中断。 3. 通用定时器TIM2-TIM5 特性 16位向上、向下、向上/向下自动装载计数器。16位可编程预分频器。4个独立通道支持输入捕获、输出比较、PWM生成边缘或中间对齐模式、单脉冲模式输出。使用外部信号控制定时器和定时器互连的同步电路。可以在更新事件、触发事件、输入捕获、输出比较时生成中断/DMA请求。支持增量正交编码器和霍尔传感器电路。更新中断与高级定时器类似当计数器达到上溢或下溢时会触发更新中断。 二、更新中断 中断触发条件 当定时器计数器达到上溢向上计数模式或下溢向下计数模式时会触发更新中断。如果启用了重复计数器则需要在重复计数器减至0并再次发生上溢或下溢时才会触发更新中断。中断服务程序ISR 在中断服务程序中需要首先检查中断标志位如更新中断标志位UIF以确认是否确实发生了期望的中断。清除中断标志位以便允许下一次中断的发生。执行与中断相关的处理代码如读取计数器值、更新定时器配置等。中断优先级与嵌套 STM32的中断系统支持中断优先级和嵌套功能。可以根据需要配置不同定时器的中断优先级以确保关键任务的及时响应。在高优先级中断处理过程中低优先级的中断可能会被阻塞或延迟处理。中断配置 在初始化定时器时需要配置中断相关的寄存器如TIMx_DIER以启用所需的中断类型如更新中断。同时还需要配置NVIC嵌套向量中断控制器来使能对应的中断线路并设置中断的优先级。 定时器中断代码案例 TIM_TimeBaseInitTypeDef 是STM32标准外设库或HAL库取决于具体版本中用于配置定时器Timer基本参数的结构体类型。这个结构体包含了定时器初始化所需的关键参数如预分频值、计数模式、计数周期等。下面是对 TIM_TimeBaseInitTypeDef 结构体各成员的详细解释 TIM_TimeBaseInitTypeDef 结构体成员 typedef struct { uint16_t TIM_Prescaler; // 定时器的预分频值 uint16_t TIM_CounterMode; // 定时器的计数模式 uint16_t TIM_Period; // 定时器的计数周期 uint16_t TIM_ClockDivision;// 定时器的时钟分频 uint8_t TIM_RepetitionCounter; // 重复计数器的值仅适用于TIM1和TIM8 } TIM_TimeBaseInitTypeDef; 成员详解 TIM_Prescaler预分频值 用于将定时器输入时钟进行分频以控制计数频率。预分频值决定了定时器的计数速度从而实现不同的定时精度和计数范围。其取值范围通常为0x0000到0xFFFF。TIM_CounterMode计数模式 定义了定时器的计数模式包括向上计数、向下计数和中央对齐计数等模式。这些模式决定了定时器如何根据时钟信号增加或减少其计数值。TIM_Period计数周期 定时器的计数周期即计数器达到此值后会产生溢出或下溢并触发更新事件或中断。其取值范围也是0x0000到0xFFFF。TIM_ClockDivision时钟分频 用于进一步分频计数器的时钟以便更精细地控制定时器的操作。时钟分频的设置可以影响定时器的各种功能如更新事件、触发事件等的频率。TIM_RepetitionCounter重复计数器 这是一个特殊的成员仅适用于高级定时器如TIM1和TIM8。它用于设定计数器的重复计数次数即在每次达到计数周期后重复计数器会递减并在减至0时再次触发更新事件。这对于需要生成多个连续定时周期的应用非常有用。 void tim2Init(void){//在APB1总线上打开时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);//定时器tim2的初始化//72Mhz,psc 7200; TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;//输入捕获的滤波器有关TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision TIM_CKD_DIV1; //CNT计数器的计数模式upTIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode TIM_CounterMode_Up;//自动装载值 ARR10000TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period 9999;//PSC预分频器TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler 7199;//高级定时器 记录复位次数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter 0;//TIM_TimeBaseInit(TIM2,TIM_TimeBaseInitStructure);//使能 更新 中断 计数溢出时触发TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);//NVIC设置NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel TIM2_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd ENABLE;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority 2;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority 2;NVIC_Init(NVIC_InitStructure);TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
} TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE); TIM_ITConfig这是一个函数用于配置定时器中断。它允许你启用或禁用定时器的一个或多个中断源。 TIM2这是你要配置中断的定时器的标识符。STM32微控制器通常包含多个定时器它们通过不同的标识符如TIM1、TIM2、TIM3等进行区分。 TIM_IT_Update这是一个宏定义代表更新中断。在定时器中更新中断通常是在计数器上溢或下溢时触发的具体取决于定时器的计数模式。对于向上计数模式这通常发生在计数器从最大值例如在16位定时器中为65535回绕到0时。 ENABLE这是一个宏定义用于启用功能。在STM32的库中ENABLE通常被定义为1或类似的值而DISABLE则被定义为0。通过传递ENABLE作为参数你告诉TIM_ITConfig函数要启用指定的中断。
因此TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE); 这行代码的作用是启用定时器TIM2的更新中断。一旦启用每当TIM2的计数器达到其配置的周期值并溢出时就会触发一个中断请求IRQCPU随后可以跳转到相应的中断服务例程ISR来处理这个中断。 TIM_GetITStatus
函数用于检查指定的定时器中断是否已发生即中断标志是否被设置 TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
这行代码用于清除定时器TIM2的更新中断挂起位Pending Bit。 PSC预分频器
分频后的时钟信号CK_CNT的计算公式为
CK_CNTPSC1TIMxCLK
PSC预分频器是定时器内部的一个组件其主要作用是将输入到定时器的时钟信号进行分频从而得到一个适合计数器计数的时钟信号。由于嵌入式系统的主时钟频率通常很高直接使用这个频率进行计数会导致定时器的值迅速溢出无法进行长时间的定时或延时操作。通过预分频器开发者可以根据需要选择合适的分频系数从而得到所需的计数频率。
因为分频是从0开始计数的所以实际分频系数是71991 比较寄存器Compare Register
是定时器Timer或计数器Counter内部的一个重要组成部分其主要功能是与定时器或计数器内部的另一个寄存器通常是计数器寄存器中的值进行比较。以下是对比较寄存器的详细解释
一、定义与作用
比较寄存器用于存储一个预设的值这个值通常是用户根据需要设定的。当定时器或计数器接收到时钟信号可以是内部时钟或外部输入信号并开始计数时其内部的计数器寄存器会不断递增或递减。当计数器寄存器的值达到与比较寄存器中预设的值相匹配时定时器或计数器会触发一个中断或事件以通知CPU或相关硬件执行特定的操作。
二、工作原理
初始化在定时器或计数器开始工作之前用户需要通过软件或硬件方式将预设的值写入比较寄存器。计数定时器或计数器接收到时钟信号后其内部的计数器寄存器开始按照设定的速率递增或递减。比较在计数过程中定时器或计数器会不断将计数器寄存器的当前值与比较寄存器中的预设值进行比较。触发中断/事件当计数器寄存器的值达到与比较寄存器中的预设值相匹配时定时器或计数器会触发一个中断或事件。这个中断或事件会通知CPU或相关硬件执行特定的操作如更新系统时间、执行周期性任务等。 通过比较寄存器生成PWM脉冲宽度调制信号是一种常见的做法
特别是在微控制器和定时器/计数器模块中。PWM信号是一种通过改变脉冲宽度占空比来模拟模拟信号的技术广泛应用于电机控制、LED亮度调节、音频放大等领域。
以下是通过比较寄存器生成PWM信号的基本步骤和原理
1. 初始化比较寄存器和定时器/计数器
设置比较寄存器的值这个值决定了PWM信号的占空比。占空比是PWM信号中高电平或有效电平持续的时间与整个周期时间的比例。配置定时器/计数器设置定时器/计数器的模式如向上计数、向下计数或上下计数、时钟源内部时钟、外部时钟等和周期即PWM信号的频率。
2. 计数器递增/递减
定时器/计数器开始工作后其内部的计数器寄存器会根据配置的时钟源和模式递增或递减。
3. 比较与输出
当计数器寄存器的值小于或等于比较寄存器的值时PWM输出为高电平或有效电平。当计数器寄存器的值大于比较寄存器的值时PWM输出为低电平或无效电平。计数器达到最大值或最小值取决于计数模式后会重置并重新开始计数形成一个周期性的PWM信号。
4. 调整占空比
通过改变比较寄存器的值可以调整PWM信号的占空比。占空比越高高电平或有效电平持续的时间就越长占空比越低高电平或有效电平持续的时间就越短。
5. 频率调整
PWM信号的频率通常由定时器/计数器的周期决定。调整定时器/计数器的周期通过改变其预分频器、计数值等可以改变PWM信号的频率。
6. 中断可选
在某些情况下可能需要使用中断来同步PWM信号与其他任务或事件。例如可以在每个PWM周期结束时触发一个中断以便在中断服务例程中执行特定的操作。 PWM脉冲宽度调制信号的上下文中占空比通常定义为有效电平在大多数情况下是高电平的时间与整个周期时间的比例。这个比例决定了PWM信号的平均电压或功率水平因为PWM信号被用来模拟一个介于0和最大电压之间的电压值。 PWM信号的基本特性 周期TPWM信号完成一个完整的高电平和低电平循环所需的时间。高电平时间Ton在每个周期内信号处于高电平有效电平的时间段。低电平时间Toff在每个周期内信号处于低电平非有效电平的时间段。占空比D定义为高电平时间Ton与周期时间T的比值即 D Ton / T。占空比是一个介于0和1之间的数值也可以用百分比来表示即 D * 100%。 如何调整占空比 在大多数微控制器和定时器/计数器模块中你可以通过编程来设置比较寄存器的值从而控制PWM信号的占空比。比较寄存器的值决定了何时从高电平切换到低电平或反之进而影响了高电平时间Ton的长度。 应用示例 LED亮度控制通过调整PWM信号的占空比可以控制LED的亮度。占空比越高LED越亮占空比越低LED越暗。电机速度控制在电机控制中PWM信号用于调节电机的平均电压从而控制电机的转速。占空比的变化会改变电机的速度。音频放大在音频放大电路中PWM信号可以用于模拟音频信号的幅度并通过滤波器转换为模拟信号来驱动扬声器。占空比的变化对应于音频信号的幅度变化。 DC调光原理
功率控制屏幕亮度基本上可以量化为屏幕的功率。功率P由电压U和电流I的乘积决定PUI。DC调光通过调整电流或电压但通常调整电流更为常见来改变屏幕的功率从而调整亮度。亮度调节当需要更高的亮度时DC调光会增加电流当需要降低亮度时会减少电流。这种调节方式简单直接且能够保持屏幕色彩的一致性。
DC调光与PWM调光的对比
PWM调光脉冲宽度调制Pulse Width Modulation调光并不改变屏幕的功率而是通过极快地“亮-灭-亮-灭”交替闪烁来调整亮度。这种方式在亮和灭的时间比例上实现亮度调节但可能引发频闪问题。DC调光优势在低亮度下DC调光能够保持较好的色彩均匀性避免像PWM调光那样在低亮度下可能出现的色彩偏差。同时DC调光不存在频闪现象对眼睛更为友好。 使用PWM实现呼吸灯 初始化定时器配置定时器的基本时间参数如预分频器PSC、自动重载寄存器ARR和时钟源。 配置输出比较通道选择TIM3的第三个输出比较通道如果可用并配置其输出比较模式为PWM模式1或PWM模式2。 设置捕获/比较寄存器CCR3将CCR3的值设置为PWM周期中的一个点这个点将决定PWM信号的占空比。占空比是PWM信号中高电平时间占总周期时间的比例。 使能输出确保定时器的输出比较通道已使能并且与PWM输出引脚相连的GPIO端口也已正确配置为输出模式。 启动定时器启动定时器使其开始计数并生成PWM信号。 调整占空比通过修改CCR3的值可以调整PWM信号的占空比。增加CCR3的值将增加高电平的时间从而增加占空比减少CCR3的值将减少高电平的时间从而降低占空比。
通过改变PWM信号的占空比即高电平持续的时间与整个周期时间的比例来控制LED灯的亮度变化从而模拟出呼吸的效果。
原理简述 PWM信号PWM信号是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。PWM信号仍然是数字的因为在给定的任何时刻满幅值的直流供电要么完全有ON要么完全无OFF。电压或电流源是以一种通ON或断OFF的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候断的时候即是供电被断开的时候。只要带宽足够任何模拟值都可以使用PWM进行编码。 呼吸灯效果呼吸灯效果是通过逐渐改变LED的亮度来实现的从暗到亮再从亮到暗形成一个循环就像呼吸一样。这种亮度的变化是通过改变PWM信号的占空比来实现的。占空比越大LED的平均亮度就越高占空比越小LED的平均亮度就越低。
在本次实验中采用PB0口控制占空比控制stm32上PC13的输入PC13的灯低电平点亮
pb0采用复用推挽输出复用定时器tim3的通道
定时器tim3初始化
输出通道初始化 TIM_OCInitTypeDef 是STM32标准外设库或HAL库从STM32Cube开始中用于配置定时器输出比较Output Compare, OC功能的结构体。输出比较功能允许定时器在计数器达到预设值时输出一个信号这个信号可以是高电平、低电平、翻转toggle或者无动作none具体取决于配置。这个功能常用于生成PWM脉冲宽度调制信号、测量时间间隔或产生精确的时序控制等。 TIM_OCInitTypeDef 结构体通常包含以下成员具体成员可能因库版本或具体STM32系列而异 TIM_OCMode输出比较模式定义当输出比较匹配时定时器如何动作例如设置为PWM模式1、PWM模式2、定时模式等。TIM_OutputState输出比较通道的状态使能或禁用输出。TIM_OutputNState如果可用互补输出比较通道的状态同样使能或禁用输出对于高级定时器而言。TIM_Pulse在定时模式下输出比较匹配时产生的脉冲宽度以定时器计数器计数为单位。在PWM模式下这个值通常与自动重载寄存器TIM_ARR的值一起决定PWM信号的占空比。TIM_OCPolarity输出比较极性定义输出比较匹配时输出是高电平还是低电平或翻转。TIM_OCNPolarity如果可用互补输出比较极性定义互补输出通道的输出极性。TIM_OCIdleState输出比较空闲状态定义定时器在非活动空闲状态下输出比较通道的电平。TIM_OCNIdleState如果可用互补输出比较空闲状态定义互补输出通道在非活动空闲状态下的电平。 void tim3Init(void){//在APB1总线上打开时钟RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//PB0--复用推挽输出ADC1,使用PB0输出占空比控制ledGPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed GPIO_Speed_10MHz;GPIO_Init(GPIOB,GPIO_InitStructure); //定时器tim2的初始化//72Mhz,psc 7200; 10msTIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;//输入捕获的滤波器有关,设置不分频TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision TIM_CKD_DIV1; //CNT计数器的计数模式upTIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode TIM_CounterMode_Up;//自动装载值 ARR 99定时器的计数周期到达99触发中断TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period 99;//PSC预分频器控制计数频率TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler 7199;//高级定时器 记录复位次数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter 0;//初始化定时器TIM_TimeBaseInit(TIM3,TIM_TimeBaseInitStructure);//输出通道初始化TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;//输出比较模式定义当输出比较匹配时定时器的动作TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode TIM_OCMode_PWM1;//输出比较极性定义输出比较匹配时是高电平还是低电平TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity TIM_OCPolarity_Low;//输出比较空闲状态定义定时器在非活动状态下输出比较通道的电平TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState TIM_OutputState_Enable;//输出比较匹配时产生的脉冲宽度PWM模式下这个值和ARR一起决定占空比TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse 0;//初始化定时器的第三个输出比较通道TIM_OC3Init(TIM3,TIM_OCInitStructure);//使能tim3TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);
} 代码,输出通道的初始化 //输出比较模式定义当输出比较匹配时定时器的动作PWM1CNT低于CCR时输出有效电平 TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode TIM_OCMode_PWM1; 定时器tim3的初始化 调整占空比 STM32F103C8T6的引脚定义
