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導(dǎo)讀：PWM(Pulse Width Modulation)控制——脈沖寬度調(diào)制技術(shù)，通過對一系列脈沖的寬度進行調(diào)制，來等效地獲得所需要波形(含形狀和幅值)。 PWM控制技術(shù)在逆變電路中應(yīng)用最廣，應(yīng)用的逆變電路絕大部分是PWM型，廣泛應(yīng)用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。
脈寬調(diào)制(PWM)基本原理：控制方式就是對逆變電路開關(guān)器件的通斷進行控制，使輸出端得到一系列幅值相等的脈沖，用這些脈沖來代替正弦波或所需要的波形。也就是在輸出波形的半個周期中產(chǎn)生多個脈沖，使各脈沖的等值電壓為正弦波形，所獲得的輸出平滑且低次諧波少。按一定的規(guī)則對各脈沖的寬度進行調(diào)制，即可改變逆變電路輸出電壓的大小，也可改變輸出頻率。
例如，把正弦半波波形分成N等份，就可把正弦半波看成由N個彼此相連的脈沖所組成的波形。這些脈沖寬度相等，都等于 ∏/n ，但幅值不等，且脈沖頂部不是水平直線，而是曲線，各脈沖的幅值按正弦規(guī)律變化。如果把上述脈沖序列用同樣數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖序列代替，使矩形脈沖的中點和相應(yīng)正弦等分的中點重合，且使矩形脈沖和相應(yīng)正弦部分面積(即沖量)相等，就得到一組脈沖序列，這就是PWM波形。可以看出，各脈沖寬度是按正弦規(guī)律變化的。根據(jù)沖量相等效果相同的原理，PWM波形和正弦半波是等效的。對于正弦的負(fù)半周，也可以用同樣的方法得到PWM波形。
在PWM波形中，各脈沖的幅值是相等的，要改變等效輸出正弦波的幅值時，只要按同一比例系數(shù)改變各脈沖的寬度即可，因此在交-直-交變頻器中，PWM逆變電路輸出的脈沖電壓就是直流側(cè)電壓的幅值。
根據(jù)上述原理，在給出了正弦波頻率，幅值和半個周期內(nèi)的脈沖數(shù)后，PWM波形各脈沖的寬度和間隔就可以準(zhǔn)確計算出來。按照計算結(jié)果控制電路中各開關(guān)器件的通斷，就可以得到所需要的PWM波形。
下圖為輸出時的PWM波的實時波形。
PWM的一個優(yōu)點是從處理器到被控系統(tǒng)信號都是數(shù)字形式的，無需進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，讓信號保持為數(shù)字形式可將噪聲影響降到最小。噪聲只有在強到足以將邏輯1改變?yōu)檫壿?或?qū)⑦壿?改變?yōu)檫壿?時，也才能對數(shù)字信號產(chǎn)生影響。
對噪聲抵抗能力的增強是PWM相對于模擬控制的另外一個優(yōu)點，而且這也是在某些時候?qū)WM用于通信的主要原因。從模擬信號轉(zhuǎn)向PWM可以極大地延長通信距離。在接收端，通過適當(dāng)?shù)腞C或LC網(wǎng)絡(luò)可以濾除調(diào)制高頻方波并將信號還原為模擬形式。
由NE555產(chǎn)生的PWM調(diào)速系統(tǒng)
總之，PWM既經(jīng)濟、節(jié)約空間、抗噪性能強，是一種值得廣大工程師在許多設(shè)計應(yīng)用中使用的有效技術(shù)。
脈沖寬度模式（PWM模式）可以用來產(chǎn)生一個由TIMx_ARR寄存器確定平率，由TIMx_CCRx寄存器確定占空比的信號。在STM32開發(fā)中，由于官方提供了較為完善的庫函數(shù)，使得我們的開發(fā)工作變得相當(dāng)?shù)妮p松，甚至可以在不需要太多了解硬件結(jié)構(gòu)的條件下，完成我的開發(fā)工作，實現(xiàn)我們所需要的功能。在此，筆者也建議大家，在初學(xué)的時候盡量去熟悉固件庫中提供的函數(shù)來調(diào)節(jié)PWM的頻率和占空比，對底層寄存器的操作應(yīng)盡量減少。
本文使用的STM32F103RB的芯片，輸出通道是TIM2_CH2通道，STM32有較強的可移植性，如果讀者的芯片類型跟我不一樣，可以做適當(dāng)?shù)男薷，完成自己的開發(fā)。
使用到的庫函數(shù)有：
stm32f10x.h：用以系統(tǒng)的初始化，無論做什么開發(fā)，該庫必須包含
stm32f10x_tim.h：TIM定時器庫函數(shù)
stm32f10x_rcc.h：時鐘配置庫函數(shù)
stm32f10x_gpio.h：GPIO配置庫函數(shù)
由以上的庫函數(shù)可知，我們需要初始化的內(nèi)容有TIM2定時器，時鐘使能配置，GPIO的使能配置。
void RCC_Config(void);
void GPIO_Config(void);
void TIM_Config(void);接下來就是編寫各個函數(shù)的函數(shù)體，在這些內(nèi)容里面，其實官方已經(jīng)給出了示例，我們按照官方給的函數(shù)庫進行配置，然后修改一下官方的一些變量屬性即可。
RCC_Config函數(shù)體
void RCC_Config(void)
{
//使能GPIOA，TIM2
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);
}GPIO_Config函數(shù)體
void GPIO_Config(void)
{
//GPIO的配置，官方庫有給出需要配置的一些參數(shù)，如果忘記了，參照一下即可，我這里配置的是GPIOA_Pin_1
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
}TIM_Config函數(shù)體
在配置函數(shù)體之前，先了解一下stm32的占空比以及頻率是如何計算的
①頻率：我們使用的APB1時鐘源是72MHz的，在此我們不做分頻，通過配置相關(guān)的參數(shù)來設(shè)置輸入頻率，計算方法：輸入頻率=APB1時鐘/（預(yù)分頻系數(shù)+1）=72000000Hz/360=200000Hz
②TIM_TImeBaseStructure.TIM_Period參數(shù)決定了輸出PWM波形的頻率，輸出PWM波形的頻率=定時器的輸入頻率/TIM_TImeBaseStructure.TIM_Period，本例程20000Hz/100=200Hz，即5ms一個周期
③配置占空比：占空比=配置占空比的值/ TIM_TImeBaseStructure.TIM_Period，以此計算來確定占空比，本案例的占空比為50/100=50%
④定時器使能
void TIM_Config(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TImeBaseStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
//配置TIM2的時鐘輸出頻率，以及其它相關(guān)參數(shù)初始化
TIM_TImeBaseStructure.TIM_Prescaler=360-1;//設(shè)置PWM的頻率
TIM_TImeBaseStructure.TIM_CounterMode=0;
TIM_TImeBaseStructure.TIM_Period=100;
TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TImeBaseStructure);
//設(shè)置PWM的輸出方式
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Set;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState = TIM_OCIdleState_Reset;
//配置占空比
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=50;
TIM_OC2Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure);
TIM_ForcedOC1Config(TIM2,TIM_ForcedAction_Active);
TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
TIM_CtrlPWMOutputs(TIM2,ENABLE);
}
由此，我們的整個PWM配置完成
Main函數(shù)
int main()
{
RCC_Config();
GPIO_Config();
TIM_Config();
while(1)
{
;
}
}接下來，我們講解一下，在Keil里面看我們的GPIOA_Pin_1引腳的輸出頻率，波形
①配置調(diào)試工具
②打開調(diào)試，并設(shè)置并檢測GPIO的輸出引腳 
③全速運行，觀察示波器 
下一篇：說說M451例程講解之串口
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