使用STM32生成多路的PWM信号

我们可以使用STM32来生成多路的PWM信号。首先我们来了解一下什么是PWM信号，PWM的全称为Pulse width modulation，即脉冲宽度调制，我们通常也称PWM信号为占空比信号。PWM信号包含3个主要属性：占空比、频率、振幅。

信号频率与周期：PWM信号频率F与周期T的关系为 F = 1 / F，也就是说频率和周期互为倒数。例如，我们有一个频率为400Hz的PWM信号，那么每一个PWM周期的时间为2500us。

占空比：就是PWM方波信号高电平占整个信号周期的比例。例如：PWM周期为2500us，而每一个高电平的时长为1000us，那么占空比为1000 / 2500 = 40%；

振幅：振幅就是高低电平差，也就是我们所说的高电平的电压，通常我们使用STM32单片机所产生的PWM信号为3.3V的PWM波，而有一些芯片和系统可能会产生5.0V或其它电压的PWM波。

例如，我们给出两个PWM信号的例子：

频率400Hz；周期2500us；占空比44%；

频率400Hz；周期2500us；占空比8%

注意，上图中给出的ms表示毫秒，us表示微秒（1毫秒等于1000微秒，1ms等于1000us）。

接下来，我们使用STM32F407来生产4路PWM信号，首先开启TIM4和GPIOD的时钟总线：

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOD, ENABLE);

然后，我们查看控制模块的原理图，找到需要生成PWM信号的4个引脚：

配置PD12、PD13、PD14、PD15这4个引脚，将它们配置为推挽输出模式：

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN;
GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);

由于我们使用的STM32F4xx系列，所以还需要打开这4个GPIO脚的AF的PinSource功能：

GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource12, GPIO_AF_TIM4);
GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource13, GPIO_AF_TIM4);
GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource14, GPIO_AF_TIM4);
GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource15, GPIO_AF_TIM4);

第三步，打开配置TIM4的时钟周期和PWM周期：

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 84 - 1;  //配置预分频数
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //向上计数
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 2500 - 1;  //配置时钟周期
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure);

第四步，配置TIM4的各个PWM通道：

TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
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_OC1Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure);    //通道1
TIM_OC1PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable);
TIM_OC2Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure);    //通道2
TIM_OC2PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable);
TIM_OC3Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure);    //通道3
TIM_OC3PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable);
TIM_OC4Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure);    //通道4
TIM_OC4PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable);

最后，分别配置4路PWM的占空比值，然后开启TIM4：

TIM_SetCompare1(TIM4, 400);
TIM_SetCompare2(TIM4, 800);
TIM_SetCompare3(TIM4, 1800);
TIM_SetCompare4(TIM4, 2200);


TIM_ARRPreloadConfig(TIM4, ENABLE);
TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);
TIM_CtrlPWMOutputs(TIM4, ENABLE);

我们使用了TIM_SetCompare1/2/3/4()函数，将PD12、PD13、PD14和PD15分别设置高电平时长为400us、800us、1800us和2200us。我们将程序编译并烧录到我们的控制模块当中，然后使用示波器或逻辑分析仪来查看PWM的信号：