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CW32 PWM输出功能介绍
2023-02-27
脉冲宽度调制(PWM)，即“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制，是在数字电路中达到模拟输出效果的一种手段，常见应用电机调速，照明灯调光等。
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??在MCU中，主要通过定时器单元来时实现PWM输出，以CW32L083VxTx为例，LPTIM，GTIM，ATIM都可以输出PWM信号。
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??低功耗寄存器（LPTIM）中，LPTIM 在连续模式下可以输出 PWM 波，在单次模式下可以输出单脉冲波或单次置位波形。连续模式下输出PWM波的周期和占空比由自动重载寄存器 LPTIM_ARR 和比较寄存器 LPTIM_CMP决定。
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??通用定时器(GTIM)中，通过设置输出比较功能，可以产生一个由重载寄存器 GTIMx_ARR 确定频率、由比较捕获寄存器 GTIMx_CCRy 确定占空比的PWM信号。每个GTIM对应有4个GTIMx_CCRy寄存器，可输出4路PWM信号。向 GTIMx_CCMR 寄存器中的 CCyM 位写入 0xE 或 0xF，能够独立地控制每个 CHy 输出PWM信号的波形。
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??●设置 GTIMx_CMMR.CCyM 为 0xE，当 GTIMx_CNT >= GTIMx_CCRy 时，CHy 通道输出高电平，否则输出低电平。如果 GTIMx_CCRy 中的比较值大于重载寄存器 GTIMx_ARR 的值，则 CHy 通道输出保持为低电平；如果 GTIMx_CCRy 中的比较值为 0，则 CHy 通道输出保持为高电平。
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??●设置 GTIMx_CMMR.CCyM 为 0xF，当 GTIMx_CNT < GTIMx_CCRy 时，CHy 通道输出高电平，否则输出低电平。如果 GTIMx_CCRy 中的比较值大于重载寄存器 GTIMx_ARR 的值，则 CHy 通道输出保持为高电平；如果 GTIMx_CCRy 中的比较值为 0，则 CHy 通道输出保持为低电平。
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??下图是 GTIMx_CMMR.CCyM 为 0xE、GTIMx_ARR 为 0x08 时PWM波形实例图：
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??高级定时器(ATIM)中有独立PWM输出模式和互补PWM输出两种模式。
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??●独立PWM模式可独立输出6路PWM，PWM的周期和占空比由重载寄存器ATIM_ARR和比较捕获寄存器ATIM_CHxCCRy寄存器确定。PWM 输出模式需要设置控制寄存器 ATIM_CR、滤波寄存器 ATIM_FLTR 和死区寄存器 ATIM_DTR，如下表所示：
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??另外比较通道 CHx 的 A 路可通过控制寄存器 ATIM_CR 的 PWM2S 位域配置为单点比较或双点比较 工作方式。在单点比较方式下，使用比较捕获寄存器 ATIM_CHxCCRA 控制比较输出；在双点比较方式下，使用 比较捕获寄存器 ATIM_CHxCCRA 和 ATIM_CHxCCRB 控制比较输出。比较通道的 B 路只能使用单点比较，由比较 捕获寄存器 ATIM_CHxCCRB 控制比较输出。
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??●互补PWM模式可输出3对互补输出的PWM波形，通常用于电机控制。设置控制寄存器 ATIM_CR 的 COMP 位域为 1 选择互补 PWM 输出模式，比较输出通道 CHxA 与通道 CHxB 产生一 对互补 PWM。在互补 PWM 输出模式下，通道 CHx 的 A 路控制输出信号， B 路比较捕获寄存器 CHxCCRB 不再控制 CHxB 输出，但仍可用作内部控制，比如触发 ADC 或 DMA。
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??另外互补 PWM 输出模式，也可通过控制寄存器 ATIM_CR 的 PWM2S 位域选择单点比较或双点比较工作方式：单点比 较时使用比较捕获寄存器 ATIM_CHxCCRA 控制比较输出；双点比较时使用比较捕获寄存器 ATIM_CHxCCRA 和 ATIM_CHxCCRB 控制比较输出。
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??实例演示
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??以CW32L083VxTx的通用定时器GTIM1为例，实现PWM输出例程：GTIM1的CH3通道（PB08）输出周期为500uS，占空比递增递减循环改变的PWM信号。
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??1.配置不同的系统时钟。
??void RCC_Configuration(void)
??{
??/* 0. HSI使能并校准 */
??RCC_HSI_Enable(RCC_HSIOSC_DIV6);
??/* 1. 设置HCLK和PCLK的分频系数*/
??RCC_HCLKPRS_Config(RCC_HCLK_DIV1);
??RCC_PCLKPRS_Config(RCC_PCLK_DIV1);
??/* 2. 使能PLL，通过HSI倍频到48MHz */
??RCC_PLL_Enable(RCC_PLLSOURCE_HSI, 8000000, 6);
??// PLL输出频率48MHz
??RCC_PLL_OUT();
??///< 当使用的时钟源HCLK大于24M,小于等于48MHz：设置FLASH 读等待周期为2 cycle
??///< 当使用的时钟源HCLK大于48M,小于等于72MHz：设置FLASH 读等待周期为3 cycle
??__RCC_FLASH_CLK_ENABLE();
??FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
??/* 3. 时钟切换到PLL */
??RCC_SysClk_Switch(RCC_SYSCLKSRC_PLL);
??RCC_SystemCoreClockUpdate(48000000);
??}
??
??2.配置GPIO口
??void GPIO_Configuration(void)
??{
??/* PB08作为GTIM1的CH3 PWM 输出 */
?? __RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
?? PB08_AFx_GTIM1CH3();
?? PB08_DIGTAL_ENABLE();
?? PB08_DIR_OUTPUT();
?? PB08_PUSHPULL_ENABLE();
??}
??
??3.配置中断使能
??void NVIC_Configuration(void)
??{
??__disable_irq();
?? NVIC_EnableIRQ(GTIM1_IRQn);
??__enable_irq();
??}
??
??4.配置GTIM为PWM输出功能
??void PWM_OutputConfig(void)
??{
?? GTIM_InitTypeDef GTIM_InitStruct = {0};
?? __RCC_GTIM1_CLK_ENABLE();
?? GTIM_InitStruct.Mode = GTIM_MODE_TIME; /*!< GTIM的模式选择。*/
?? GTIM_InitStruct.OneShotMode = GTIM_COUNT_CONTINUE;
??/*!< GTIM的单次/连续计数模式选择。*/
?? GTIM_InitStruct.Prescaler = GTIM_PRESCALER_DIV16;
??/*!< GTIM的预分频系数。*/
?? // DCLK = PCLK / 16 = 48MHz/16 = 3MHz
?? GTIM_InitStruct.ReloadValue = Period * 3 - 1; /*!< GTIM的重载值。*/
??//ARR设置为1499
?? GTIM_InitStruct.ToggleOutState = DISABLE;
?? GTIM_TimeBaseInit(CW_GTIM1, >IM_InitStruct);
??//GTIM的基础参数初始化
??GTIM_OCInit(CW_GTIM1, GTIM_CHANNEL3, GTIM_OC_OUTPUT_PWM_HIGH);
?? //比较输出功能初始化
?? GTIM_SetCompare3(CW_GTIM1, PosWidth);
?? GTIM_ITConfig(CW_GTIM1, GTIM_IT_OV, ENABLE);
?? GTIM_Cmd(CW_GTIM1, ENABLE);// GTIM使能
??}
??
??5.GTIM标志清零函数
??void GTIM_ClearITPendingBit(GTIM_TypeDef *GTIMx, uint32_t GTIM_IT)
??{
?? GTIMx->ICR = ~GTIM_IT;
??}
??
??6.GTIM 比较值设置函数
??void GTIM_SetCompare3(GTIM_TypeDef *GTIMx, uint32_t Value)
??{
?? GTIMx->CCR3 = 0x0000FFFF & Value;
??}
??
??7.GTIM中断处理函数
??void GTIM1_IRQHandler(void)
??{
??/* USER CODE BEGIN */
??// 中断每500us进入一次，每50ms改变一次PosWidth
?? static uint16_t TimeCnt = 0;
?? GTIM_ClearITPendingBit(CW_GTIM1, GTIM_IT_OV);
?? if (TimeCnt++ >= 100) // 50ms
?? {
?? TimeCnt = 0;
?? if (Dir)
?? {
?? PosWidth += 15; // 5us
?? }
?? else
?? {
?? PosWidth -= 15;
?? }
?? if (PosWidth >= Period * 3)
?? {
?? Dir = 0;
?? }
?? if (0 == PosWidth)
?? {
?? Dir = 1;
?? }
?? GTIM_SetCompare3(CW_GTIM1, PosWidth);
?? }
?? /* USER CODE END */
??}
??
??8.主函数
??uint32_t Period = 500; // 周期，单位us
??uint32_t PosWidth = 0; // 正脉宽，单位us
??uint8_t Dir = 1; // 计数方向 1增加，0 减少
??
??int32_t main(void)
??{
?? /*系统时钟配置 */
?? RCC_Configuration();
?? /* GPIO配置*/
?? GPIO_Configuration();
?? PWM_OutputConfig();
?? /* NVIC配置*/
?? NVIC_Configuration();
?? while(1)
?? {
?? /* 中断服务程序见GTIM1_IRQHandler() */
?? }
??
??
??9.实验演示
??系统时钟由HSI提供，通过PLL倍频到48MHz。GTIM1经16分频后，以3MHz的频率计数，ARR设置为1499，GTIM1的溢出周期为500us。GTIM1每500us进入一次中断，每50ms改变一次CH3的CCR寄存器的值，即改变PWM的正脉宽，步长为5us，先递增到ARR，然后递减到0，如此反复。通过示波器图像显示，PB08处的信号波的占空比随时间进行周期性变化。截取2个波形如下：
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