[嵌入式STM32F407基本定时器]定时器的基本配置，PWM的配置

2026-02-02 02:39:18 栏目：最新资讯 8 阅读

本期主要学习定时器的基本配置，以及周期和PWM占空比的设置。不涉及其他介绍，仅供个人理解和学习记录。代码例程来自正点芯片是STM32F407系列

#include "timer.h"
#include "led.h"
//修改说明
//V1.1 20170407
//新增TIM14_PWM_Init函数,用于PWM输出
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 

TIM_HandleTypeDef TIM3_Handler;      	//定时器句柄 
TIM_HandleTypeDef TIM14_Handler;      	//定时器句柄 
TIM_OC_InitTypeDef TIM14_CH1Handler;	//定时器14通道1句柄

//通用定时器3中断初始化
//arr：自动重装值。
//psc：时钟预分频数
//定时器溢出时间计算方法:Tout=((arr+1)*(psc+1))/Ft us.
//Ft=定时器工作频率,单位:Mhz
//这里使用的是定时器3!(定时器3挂在APB1上，时钟为HCLK/2)
void TIM3_Init(u16 arr,u16 psc)
{  
    TIM3_Handler.Instance=TIM3;                          //通用定时器3
    TIM3_Handler.Init.Prescaler=psc;                     //分频系数
    TIM3_Handler.Init.CounterMode=TIM_COUNTERMODE_UP;    //向上计数器
    TIM3_Handler.Init.Period=arr;                        //自动装载值
    TIM3_Handler.Init.ClockDivision=TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;//时钟分频因子
    HAL_TIM_Base_Init(&TIM3_Handler);
    
    HAL_TIM_Base_Start_IT(&TIM3_Handler); //使能定时器3和定时器3更新中断：TIM_IT_UPDATE   
}

//TIM14 PWM部分初始化 
//arr：自动重装值。
//psc：时钟预分频数
//定时器溢出时间计算方法:Tout=((arr+1)*(psc+1))/Ft us.
//Ft=定时器工作频率,单位:Mhz
void TIM14_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
{  
    TIM14_Handler.Instance=TIM14;          	//定时器14
    TIM14_Handler.Init.Prescaler=psc;       //定时器分频
    TIM14_Handler.Init.CounterMode=TIM_COUNTERMODE_UP;//向上计数模式
    TIM14_Handler.Init.Period=arr;          //自动重装载值
    TIM14_Handler.Init.ClockDivision=TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
    HAL_TIM_PWM_Init(&TIM14_Handler);       //初始化PWM
    
    TIM14_CH1Handler.OCMode=TIM_OCMODE_PWM1; //模式选择PWM1
    TIM14_CH1Handler.Pulse=arr/2;            //设置比较值,此值用来确定占空比，默认比较值为自动重装载值的一半,即占空比为50%
    TIM14_CH1Handler.OCPolarity=TIM_OCPOLARITY_LOW; //输出比较极性为低 
    HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&TIM14_Handler,&TIM14_CH1Handler,TIM_CHANNEL_1);//配置TIM14通道1
	
    HAL_TIM_PWM_Start(&TIM14_Handler,TIM_CHANNEL_1);//开启PWM通道1
}


//定时器底册驱动，开启时钟，设置中断优先级
//此函数会被HAL_TIM_Base_Init()函数调用
void HAL_TIM_Base_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    if(htim->Instance==TIM3)
	{
		__HAL_RCC_TIM3_CLK_ENABLE();            //使能TIM3时钟
		HAL_NVIC_SetPriority(TIM3_IRQn,1,3);    //设置中断优先级，抢占优先级1，子优先级3
		HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM3_IRQn);          //开启ITM3中断   
	}
}

//定时器底层驱动，时钟使能，引脚配置
//此函数会被HAL_TIM_PWM_Init()调用
//htim:定时器句柄
void HAL_TIM_PWM_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
	__HAL_RCC_TIM14_CLK_ENABLE();			//使能定时器14
	__HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();			//开启GPIOF时钟
	
	GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_9;           	//PF9
	GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_AF_PP;  	//复用推挽输出
	GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;          //上拉
	GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;     //高速
	GPIO_Initure.Alternate= GPIO_AF9_TIM14;	//PF9复用为TIM14_CH1
	HAL_GPIO_Init(GPIOF,&GPIO_Initure);
}

//设置TIM通道4的占空比
//compare:比较值
void TIM_SetTIM14Compare1(u32 compare)
{
	TIM14->CCR1=compare; 
}


//定时器3中断服务函数
void TIM3_IRQHandler(void)
{
    HAL_TIM_IRQHandler(&TIM3_Handler);
}


//回调函数，定时器中断服务函数调用
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    if(htim==(&TIM3_Handler))
    {
        LED1=!LED1;        //LED1反转
    }
}

#ifndef _TIMER_H
#define _TIMER_H
#include "sys.h"
extern TIM_HandleTypeDef TIM3_Handler;      //定时器句柄 

void TIM3_Init(u16 arr,u16 psc);
void TIM14_PWM_Init(u16 arr,u16 psc);
void TIM_SetTIM14Compare1(u32 compare);
#endif

上述.c文件实现了定时器3和定时器14的基本配置定时器3的主要作用是中断翻转LED灯 定时器14的主要作用是配置PWM工作模式（包括配置PWM输出对应的GPIO引脚，具体的PWM输出通道查询芯片手册即可，例程配置的PF9）

周期的计算公式

其中比较主要的参数是arr自动重装载值，psc定时器分频，涉及到定时器周期的计算。其中：

频率 = (arr+1) * (psc+1) / Ft //Ft=定时器工作频率,单位:Mhz 这里使用的是定时器3!(定时器3挂在APB1上，时钟为HCLK/2)

计算出频率后取频率的倒数即可算出周期

例如arr=4999，psc=8399 频率=5000*8400/84000000=2hz 取倒数周期即为500ms

PWM占空比计算

//设置TIM通道4的占空比
//compare:比较值
void TIM_SetTIM14Compare1(u32 compare)
{
	TIM14->CCR1=compare; 
}

关键的参数是ccr寄存器设置的值 以及 arr自动重装载值和psc定时器分频

PWM频率 = 频率 = (arr+1) * (psc+1) / Ft （PWM 的频率决定了输出信号的 “刷新快慢” 和被控设备的 “响应适配性”）

占空比 = ccr / (arr + 1) *100%

例如 arr=499 crr设置为500 那么此时的占空比为100% 以led灯举例此时LED处于理论上的最大亮度状态 crr设置为0 此时LED处于熄灭状态设置中间亮度改变CRR的取值即可

主函数

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "timer.h"


int main(void)
{
	u8 dir=1;
    u16 led0pwmval=0; 
	
    HAL_Init();                   	//初始化HAL库    
    Stm32_Clock_Init(336,8,2,7);  	//设置时钟,168Mhz
	delay_init(168);               	//初始化延时函数
	uart_init(115200);             	//初始化USART
	LED_Init();						//初始化LED	
	TIM3_Init(5000-1,8400-1);       //定时器3初始化，频率为2Hz 周期为500ms
	TIM14_PWM_Init(500-1,84-1);    	//84M/84=1M的计数频率，自动重装载为500，那么PWM频率为1M/500=2kHZ
	
    while(1)
    {
		delay_ms(10);	 	
		if(dir)led0pwmval++;				//dir==1 led0pwmval递增
		else led0pwmval--;					//dir==0 led0pwmval递减 
		if(led0pwmval>500)dir=0;			//led0pwmval到达500后，方向为递减
		if(led0pwmval==0)dir=1;				//led0pwmval递减到0后，方向改为递增
		TIM_SetTIM14Compare1(led0pwmval);	//修改比较值，修改占空比
    }
}

实验现象