STM32F103C8T6 TIM4 同时配置4路PWM输出

前言

首先我们来了解一下PWM的概念，PWM（Pulse Width Modulation）即为脉冲宽度调制。放到我们这里，简单点说，就是利用单片机产生指定占空比和指定频率的方波。例如，单片机输出了一个高电平0.5s，低电平0.5s的方波。那么，这个方波的占空比为0.5/(0.5+0.5)=50%，高低电平各占一半，频率为周期（0.5s+0.5s）的倒数，即为1Hz。如果高电平为0.2s，低电平为0.8s则占空比为0.2/(0.2+0.8)=20%，其他情况依次类推。以单片机STM32F103C8T6为例讲解PWM的产生，通过单片机的内部定时器，可以在IO口输出相应的PWM信号。该单片机有8个定时器，即TIM1-TIM8。其中，TIM1、TIM8为高级定时器，每个都可以产生多达7路PWM信号，从7个IO口同时输出。TIM2-TIM5为通用定时器，每个同时产生4路PWM信号。TIM6、TIM7为基本定时器无法产生PWM信号。实现功能：配置TIM4的4路PWM同时输出频率为1Hz的信号，其中：

第一路（TIM4_CH1）占空比10%
第二路（TIM4_CH2）占空比20%
第三路（TIM4_CH3）占空比50%
第四路（TIM4_CH4）占空比80%

第一步：确定TIM4的4路PWM输出对应的IO口

查看官方数据手册《STM32F103x8_B增强型系列中容量产品数据手册》，P20页，截图如下：

TIM4的PWM通道TIM4_CH1-TIM4_CH4对应GPIO依次为：PB6~PB9。

int main(void)
{
      TIM4_PWM_Init(7999,8999);//方波频率1Hz

      TIM_SetCompare1(TIM4, 800);//占空比10%
      TIM_SetCompare2(TIM4,1600);//占空比20%  
      TIM_SetCompare3(TIM4,4000);//占空比50%
      TIM_SetCompare4(TIM4,6400);//占空比80%
    
      while(1);//主循环     
}

第二步：方波频率计算--void TIM4_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)

1.定时器TIM4的输入时钟CLK为72MHz,决定了输出PWM的频率最高低于72MHz；
2.CLK经过预分频计数器，进行了psc+1分频，输入时钟降为72MHz/（psc+1）；
3.分频之后，再计数（arr+1）次后才算完成一个周期的PWM输出，因此频率又降低了（arr+1）倍；
4.PWM频率=72MHz/（psc+1）/（arr+1）
5.根据参数72MHz/(7999+1)/(8999+1) = 1Hz.

第三步：占空比设置--void TIM_SetCompare1(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare1)；

1.定时器TIM4的计数寄存器从0累加到arr循环，通过将计数寄存器的值N和Compare1进行比较；
2.在一个周期内，N 小于Compare1时输出高，N大于Compare1输出低；（或者设置为相反）
3.因此占空比：Compare1/(arr+1);
4.依据参数，10%占空比Compare1=800，即10%=800/(7999+1),其他依次类推。

void TIM4_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
{ 
      GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
      TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
      TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;

      //使能定时器TIM4时钟，注意TIM4时钟为APB1，而非APB2
      RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);
      //使能PWM输出GPIO口时钟
      RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB , ENABLE); 
                                                                          
      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;//定时器TIM4的PWM输出通道1，TIM4_CH1
      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出
      GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
      GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO

      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;//定时器TIM4的PWM输出通道1，TIM4_CH2
      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出
      GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
      GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO

      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;//定时器TIM4的PWM输出通道3，TIM4_CH3
      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出
      GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
      GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO

      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;//定时器TIM4的PWM输出通道2，TIM4_CH4
      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出
      GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
      GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO

      TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;//自动重装值
      TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //时钟预分频数
      TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
      TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//TIM向上计数模式
      TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure); //初始化TIM4
     
      //初始化TIM4_CH1的PWM模式
      TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;//设置PWM模式1
      TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;//比较输出使能
      TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //
      TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;//输出极性为高
      TIM_OC1Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure);//初始化TIM4_CH1

      //初始化TIM4_CH2的PWM模式
      TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
      TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
      TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;
      TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
       //TIM4_CH2初始化，注意为OC2，而不是OC1，下面两个通道依次类推。
      TIM_OC2Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure);

       //初始化TIM4_CH3的PWM模式
      TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
      TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
      TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;
      TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
      TIM_OC3Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure);

      //初始化TIM4_CH4的PWM模式
      TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
      TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
      TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;
      TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
      TIM_OC4Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure);

      //使能4个通道的预装载寄存器
      TIM_OC1PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable);//OC1
      TIM_OC2PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable);//OC2
      TIM_OC3PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable);//OC3
      TIM_OC4PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable);//OC4
      TIM_ARRPreloadConfig(TIM4, ENABLE); //使能重装寄存器

      TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);//使能定时器TIM4，准备工作 
}

STM32F103C8T6 TIM4 同时配置4路PWM输出

前言

第一步：确定TIM4的4路PWM输出对应的IO口

第二步：方波频率计算--void TIM4_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)

第三步：占空比设置--void TIM_SetCompare1(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare1)；

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