脉冲宽度调制(PWM),是英文“Pulse Width Modulation”的缩写,简称脉宽调制,是利用单片机数字输出(1或0)来对外部模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。

PWM波主要应用场景:
电机控制
PWM信号可以用来控制直流电机的转速和位置,实现对电机的精确控制。在无刷直流电机(BLDC)和步进电机中,利用PWM调制可以充分发挥电子设备的精确度和能效。
LED灯光调光
PWM信号可用于调控LED灯的亮度。通过改变PWM信号的占空比(on-time和off-time的比值),可以实现对LED灯光的调光操作,达到节能和避免眩光的效果。
电源管理
采用PWM技术的开关稳压器(如降压转换器)在电源管理中具有广泛的应用。
音频放大器
在数字音频放大器中,PWM信号用于控制音频信号的放大和调制。
混合动力电动汽车(HEV)和电动汽车(EV)
PWM信号用于控制电池充放电和电动机的驱动管理,提高电池的使用性能和寿命。
伺服系统
在伺服系统中,PWM信号用于传输伺服电机的控制信号,实现对伺服电机的精确控制。
定时器部分框图如下,其中PWM相关的主要是基本定时器和PWM输出控制部分,基本定时器主要控制PWM输出的频率,PWM控制部分主要控制PWM输出的占空比。

PWM输出控制部分信号流向
主要寄存器
1.TIMERx_CHxCV
捕获比较(值)寄存器:设置比较值。
2.TIMERx_CNT
计数器值与捕获比较寄存器TIMERx_CHxCV进行比较,通过比较结果输出有效电平和无效电平 。
3.TIMERx_CAR
自动重装载寄存器,计数器(TIMERx_CNT)开始计数,直到计数器(TIMERx_CNT)达到TIMERx_CAR中存放的值后,重新回到0,依次循环 。
在PWM工作模式下,引入一个寄存器TIMERx_CHxCV ,这个寄存器用于控制PWM输出波的有效电平长度(占空比),假定定时器工作在向上计数 PWM模式,且当 CNT<TIMERx_CHxCV 时,输出 0,当 CNT>=TIMERx_CHxCV 时输出 1。当 CNT 达到 TIMERx_CAR值的时候,重新归零,然后重新向上计数,依次循环。改变 TIMERx_CHxCV 的值,就可以改变 PWM 输出的占空比,改变 TIMERx_CAR的值,就可以改变 PWM 输出的频率。
工作过程如下图所示

1.硬件接线
STLINK接GD32F103C8T6开发板,STLINK接电脑USB口,PA1引脚接波形接收器接收引脚。

2.实验原理
通过配置定时器1,通道1(PA1引脚)输出1kHZ,50%占空比的PWM波。
3.主要代码如下
void gpio_config(void)
{
rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);
rcu_periph_clock_enable(RCU_AF);
/*Configure PA1 PA2 PA3(TIMER1 CH1 CH2 CH3) as alternate function*/
gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_1);//PA1配置成复用功能,TIM1的CH1
gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_2);
gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_3);
}
/**
brief configure the TIMER peripheral
param[in] none
param[out] none
etval none
*/
void timer_config(void)
int main(void)
{
rcu_apb2_clock_config(RCU_APB2_CKAHB_DIV1);//设置主频108M(#define __SYSTEM_CLOCK_108M_PLL_HXTAL (uint32_t)(108000000)),8M外部晶振 (#define HXTAL_VALUE ((uint32_t)8000000))
systick_config();//配置1ms SysTick
rcu_periph_clock_enable(RCU_AF);//AF时钟使能
gpio_config();//配置管脚
timer_config();//1kHZ PWM波
while(1)
{
}
}
4.测量波形结果
通过波形接收器测量PA1引脚

通过网盘分享的文件:4.PWM输出.zip
链接: https://pan.baidu.com/s/1VJ6w2cEt0tY__nRfXXFOvg 提取码: zbbu
如果链接失效,可以联系博主给最新链接
程序下载下来之后解压就行
CSDN代码
脉冲宽度调制(PWM:Pulse Width Modulation)可以广泛应用于电机控制、灯光的亮度调节、功率控制等领域,所以在那些领域避免不了需要用到PWM输出技能。











