STM32-第六节-TIM定时器-2（输出比较）
一、输出比较：
1.介绍：
名称：OC（Output Compare），输出比较
电路来源：上一篇文章的通用定时器部分的下半模块。
工作寄存器：CNT计数器，CCR输入捕获/输出比较寄存器（这两功能共用这一个寄存器），此次输出比较功能，是比较这两个寄存器的值的大小，从而使输出实现 置0/1 或，反转 的功能。
功能图：输出模式控制器跟据CNT与CCR的值大小，改变oc1REF信号的电平，信号来到CCER模块，CCER通过置0/1来决定是否将输入反转（这个功能称为极性控制），最后信号通过oc1输出。
输出模式：
冻结：当CNT=CCR时，REF保持原状态
电平反转：当CNT=CCR时，REF反转
PWM模式：当CNT<CCR时，REF置1，CNT>=CCR,REF置0
2.PWM：
PWM 即脉冲宽度调制，在具有惯性的系统中，可以通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要的模拟参量，常用于电机控速，开关电源等。
原理：通过使电机工作一会，停一会，调节工作和停止的比例（即占空比），来控制转速。
参数：频率 = 1/Ts ； 占空比 = Ton/Ts ； 精度 = 占空比变化步距
注：一般保证一个周期频率相同，即使占空比不同。
二、实战：PWM驱动呼吸灯
1.硬件介绍：
a.舵机，直流电机
舵机：一个输入IO口，输入PWM信号，根据占空比来决定输出角度。
直流电机：有两个输入电极，电极正接，电机正转，反之反转，即如果输入PWM，会根据占空比 调节转速（与舵机不同）。
b.TB6612：电机驱动芯片
由于电机为大功率器件，不能由GPIO口直接驱动，故需要驱动电路，此芯片就是集成好的一种。
2.代码：PWM.c
注：GPIO的模式：当由片上外设控制IO时，必须配置为复用模式，本节则为复用推挽输出。
#include "stm32f10x.h" // Device header/*** 函 数：PWM初始化* 参 数：无* 返 回 值：无*/
void PWM_Init(void)
{/*开启时钟*/RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //开启TIM2的时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟/*GPIO初始化*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //GPIO_Pin_15;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA0引脚初始化为复用推挽输出 //受外设控制的引脚，均需要配置为复用模式 /*配置时钟源*/TIM_InternalClockConfig(TIM2); //选择TIM2为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟/*时基单元初始化*/TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; //定义结构体变量TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式，选择向上计数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1; //计数周期，即ARR的值TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 720 - 1; //预分频器，即PSC的值TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数器，高级定时器才会用到TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure); //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM2的时基单元/*输出比较初始化*/TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; //定义结构体变量TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure); //结构体初始化，若结构体没有完整赋值//则最好执行此函数，给结构体所有成员都赋一个默认值//避免结构体初值不确定的问题，然后再更改自己想设置的值TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //输出比较模式，选择PWM模式1TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性，选择为高，若选择极性为低，则输出高低电平取反TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //输出使能TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //初始的CCR值TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure); //将结构体变量交给TIM_OC1Init，配置TIM2的输出比较通道1/*TIM使能*/TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //使能TIM2，定时器开始运行
}/*** 函 数：PWM设置CCR* 参 数：Compare 要写入的CCR的值，范围：0~100* 返 回 值：无* 注意事项：CCR和ARR共同决定占空比，此函数仅设置CCR的值，并不直接是占空比* 占空比Duty = CCR / (ARR + 1)*/
void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare)
{TIM_SetCompare1(TIM2, Compare); //设置CCR1的值
}
三、实战：PWM驱动舵机
1.接线图：
2.代码：Servo.c
PWM.c修改以下部分
使用通道2的PA1引脚，在GPIO初始化改为GPIO_Pin_1，在输出比较初始化改为TIM_OC2Init，PWM_SetCompare1中改为TIM_SetCompare2，函数名也改成2。
由于舵机角度与PWM信号对应如下，故修改ARR与CCR的值，以满足要求。
最后集成的代码如下：
PWM.c
#include "stm32f10x.h" // Device header/*** 函 数：PWM初始化* 参 数：无* 返 回 值：无*/
void PWM_Init(void)
{/*开启时钟*/RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //开启TIM2的时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟/*GPIO初始化*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA1引脚初始化为复用推挽输出 //受外设控制的引脚，均需要配置为复用模式/*配置时钟源*/TIM_InternalClockConfig(TIM2); //选择TIM2为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟/*时基单元初始化*/TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; //定义结构体变量TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式，选择向上计数TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 20000 - 1; //计数周期，即ARR的值TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1; //预分频器，即PSC的值TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数器，高级定时器才会用到TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure); //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM2的时基单元/*输出比较初始化*/ TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; //定义结构体变量TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure); //结构体初始化，若结构体没有完整赋值//则最好执行此函数，给结构体所有成员都赋一个默认值//避免结构体初值不确定的问题TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //输出比较模式，选择PWM模式1TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性，选择为高，若选择极性为低，则输出高低电平取反TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //输出使能TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //初始的CCR值TIM_OC2Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure); //将结构体变量交给TIM_OC2Init，配置TIM2的输出比较通道2/*TIM使能*/TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //使能TIM2，定时器开始运行
}/*** 函 数：PWM设置CCR* 参 数：Compare 要写入的CCR的值，范围：0~100* 返 回 值：无* 注意事项：CCR和ARR共同决定占空比，此函数仅设置CCR的值，并不直接是占空比* 占空比Duty = CCR / (ARR + 1)*/
void PWM_SetCompare2(uint16_t Compare)
{TIM_SetCompare2(TIM2, Compare); //设置CCR2的值
}
Servo.c：根据新的PWM.c封装以下功能
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "PWM.h"/*** 函 数：舵机初始化* 参 数：无* 返 回 值：无*/
void Servo_Init(void)
{PWM_Init(); //初始化舵机的底层PWM
}/*** 函 数：舵机设置角度* 参 数：Angle 要设置的舵机角度，范围：0~180* 返 回 值：无*/
void Servo_SetAngle(float Angle)
{PWM_SetCompare2(Angle / 180 * 2000 + 500); //设置占空比//将角度线性变换，对应到舵机要求的占空比范围上
}
四、实战：驱动直流电机
1.接线图：
2.代码：Motor.c
这里用的是TIM2的CH3对应的PA2引脚，也需要按需求修改PWM.c，这里不再演示，只给出Motor的代码。
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "PWM.h"/*** 函 数：直流电机初始化* 参 数：无* 返 回 值：无*/
void Motor_Init(void)
{/*开启时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA4和PA5引脚初始化为推挽输出 PWM_Init(); //初始化直流电机的底层PWM
}/*** 函 数：直流电机设置速度* 参 数：Speed 要设置的速度，范围：-100~100* 返 回 值：无*/
void Motor_SetSpeed(int8_t Speed)
{if (Speed >= 0) //如果设置正转的速度值{GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4); //PA4置高电平GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5); //PA5置低电平，设置方向为正转PWM_SetCompare3(Speed); //PWM设置为速度值}else //否则，即设置反转的速度值{GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4); //PA4置低电平GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5); //PA5置高电平，设置方向为反转PWM_SetCompare3(-Speed); //PWM设置为负的速度值，因为此时速度值为负数，而PWM只能给正数}
}
五、stm32f103c8t6引脚图：
这里放一下引脚图，可以看到之前的PA0复用了TIM2_CH1，等等。
