呼吸燈原理

1.在類比電路中，呼吸燈的實現可以通過一個呈現正弦的電壓控制，這個電壓是連續變化的，所以肉眼看上去就是逐漸變暗，逐漸變亮。

2.而在數位電路中如何實現這種效果呢？就需要通過pwm，也就是脈衝寬度調製，將模擬量轉換為數字量。只要能夠用連續電壓控制的東西都是可以通過pwm方式來驅動，效果是一樣的。

3.

上面一塊區域的面積等於對應下來的矩形的面積，當然，取得塊的間隔越小（即pwm的週期越小），效果越好。這時，如果週期定了，就可以通過改變佔空比來實現面積的改變，從而模擬出上面那張圖的電壓的連續變化。

注意：pwm波的高度是一定的，所以只能通過改變寬度（佔空比）來實現面積的改變

4.說明：觀察這張圖，會發現下面的pwm波是中心與上面的對齊（即pwm中心為高電平），然後左右擴充套件，每個波的週期還是一樣。當然這時可以的。但更多的是運用左對齊（起始為高電平），然後向右擴充套件直到面積到達要求。

5.stm32實現pwm輸出的原理：設點一個值為a，然後在設定一個重灌值b，b>a.開始計數，當計數值小於a時，輸出高電平，當計數值大於a時，輸出低電平，直到計數到b，到b後又重複來一遍。所以改變這個a就可以改變佔空比、

6.PWM 的輸出其實就是對外輸出脈寬可調(即佔空比調節)的方波訊號,訊號頻率是由自動重灌暫存器 ARR 的值決定,佔空比由比較暫存器 CCR 的值決定。其示意圖如圖 19.1.2 所示:

從圖 19.1.2 中可以看到,PWM 輸出頻率是不變的,改變的是 CCR 暫存器內的值,此值的改變將導致 PWM 輸出訊號佔空比的改變。佔空比其實就是一個週期內高電平時間與週期的比值。PWM 輸出比較模式總共有 8 種,具體由暫存器 CCMRx 的位 OCxM[2:0]配置。我們這裡只講解最常用的兩種 PWM 輸出模式:PWM1 和 PWM2,PWM1 和 PWM2 這兩種模式用法差不多,區別之處就是輸出電平的極性不同。如圖 19.1.3 所示:

pwm輸出配置步驟

其實 PWM 輸出和上一章一樣也是通用定時器的一個功能,因此還是要用到定時器的相關配置函式

1.因為pwm是由定時器輸出的，既然用到定時器，就先要使能定時器的時鐘：

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM14,ENABLE);//我們用的為tim14定時器

2.因為用到io作為輸出，所以要開啟io口的時鐘：

RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF,ENABLE);//注意：io口的外設均是掛在AHB1總線上的

3.通過看手冊，TIM14 的 CH1 通道對應的管腳是 PF9，而pf9有很多複用功能，所以要選擇pf9的輸出模式：通過函式：

void GPIO_PinAFConfig(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_PinSource,
uint8_t GPIO_AF);//前兩個引數不說了。第三個引數為複用為哪種功能，這裡我們使用的是 TIM14 功能,所以引數為 GPIO_AF_TIM14

所以函式為：GPIO_PinAFConfig(GPIOF,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_TIM14);//AF就是複用的意思

4.配置io口，同之前led時一樣，只不過引數有些變化：

      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF;//PF9 管腳模式配置為複用輸出
      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;
      GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_100MHz;//速度不變
      GPIO_InitStructure.GPIO_OType=GPIO_OType_PP;//推完輸出不變
      GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_UP;//上啦輸出不變
      GPIO_Init(GPIOF,&GPIO_InitStructure);

5.初始化定時器引數,包含自動重灌值,分頻係數,計數方式等.同前面使用定時器中斷

      TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = pre;//預裝值，這裡依然通過引數傳遞進來
      TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = psc;//預分頻係數
      TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;//固定不變
      TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//向上計數
      TIM_TimeBaseInit(TIM14,&TIM_TimeBaseInitStructure);

6.定時器基本的引數配置完了，但是還沒設定它為pwm輸出模式：
用到的函式為：

void TIM_OCxInit(TIM_TypeDef* TIMx,TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct);//

注意：我們知道每個通用定時器有多達 4 路 PWM 輸出通道(對於 TIM9-TIM14 最多有 2 路),所以TIM_OCxInit 函式名中的 x 值可以為 1/2/3/4。函式的第一個引數相信大家一看就清楚,是用來選擇定時器的。第二個引數是一個結構體指標變數：

typedef struct
{
uint16_t TIM_OCMode; //比較輸出模式
uint16_t TIM_OutputState; //比較輸出使能
uint16_t TIM_OutputNState; //比較互補輸出使能
uint32_t TIM_Pulse; //脈衝寬度
uint16_t TIM_OCPolarity; //輸出極性
uint16_t TIM_OCNPolarity; //互補比較輸出極性
uint16_t TIM_OCIdleState; //空閒狀態下比較輸出狀態
uint16_t TIM_OCNIdleState; //空閒狀態下比較輸出狀態
}

這裡我們比較常用的 PWM 模式所需的成員變數:
TIM_OCMode:比較輸出模式選擇,總共有 8 種,最常用的是 PWM1 和 PWM2。
TIM_OutputState:比較輸出使能,用來使能 PWM 輸出到 IO 口。
TIM_OCPolarity:輸出極性,用來設定輸出通道電平的極性,是高電平還是低電平。
結 構 體 內 其 他 的 成 員 變 量 TIM_OutputNState , TIM_OCNPolarity ,
TIM_OCIdleState 和 TIM_OCNIdleState 是高階定時器才用到的。

所以配置完為：

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;     
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_Low;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;
TIM_OC1Init(TIM14,&TIM_OCInitStructure);

7.開啟定時器

TIM_Cmd(TIM14,ENABLE);

8.修改 TIMx_CCRx 的值控制佔空比（這一步寫在主函式中，因為要實時去改變佔空比）.

其實經過前面幾個步驟的配置,PWM 已經開始輸出了,只是佔空比和頻率是固定的,例如本章要實現呼吸燈效果,那麼就需要調節 TIM14 通道 1 的佔空比,通過修改 TIM14_CCR1 值控制。調節佔空比函式是:

void TIM_SetCompare1(TIM_TypeDef* TIMx, uint32_t Compare1);//對 於 其 他 通 道 , 分 別 有 對 應 的 函 數 名 , 函 數 格 式 是 TIM_SetComparex(x=1/2/3/4)。

分析：第一個引數不說了，第二個引數是計數值。。注意：這個計數值一定要小於前面設定定時器時總的預裝載值（TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = pre）；

程式碼：

pwm.c

#include "pwm.h"

void TIM14_PWM_Init(u16 pre,u16 psc)
{
      GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
      TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
      TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;


      RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM14,ENABLE);//´ٍ؟ھ¶¨ت±ئ÷µؤت±ضس
          RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF,ENABLE);//زٍخھسأµ½¶ث؟ع£¬ثùزشزھت¹ؤـ¶ث؟عت¼ت±ضس£¬ءيحâioµؤحâة趼تا¹ز½سشعAHB1×ـدكةدµؤ

          GPIO_PinAFConfig(GPIOF,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_TIM14);

      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF;
          GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;
      GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_100MHz;//ثظ¶ب
      GPIO_InitStructure.GPIO_OType=GPIO_OType_PP;//حئحئحىتن³ِ
      GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_UP;//ةدہ­
      GPIO_Init(GPIOF,&GPIO_InitStructure);//شع³ُت¼»¯ز»دآ

          TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = pre;//ةèضأ¶¨ت±ئ÷µؤضـئع£¬ز²¾حت£×¢زâ£؛صâہïخھ´«µؤ²خت‎
      TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = psc;//¶¨ت±ئ÷ش¤·ضئµدµت‎
          TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;//ح¨³£²»ذق¸ؤثû£¬¹ج¶¨µؤ£¬ز»°مآج²¨µؤت±؛ٍسأ
      TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;//دٍةد¼ئت‎£¬´سءم؟ھت¼¼ئت‎£¬¼ئت‎µ½ضط×°ضµ
      TIM_TimeBaseInit(TIM14,&TIM_TimeBaseInitStructure);//³ُت¼»¯ز»دآ

          TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;
        TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_Low;
          TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;
        TIM_OC1Init(TIM14,&TIM_OCInitStructure);

        TIM_Cmd(TIM14,ENABLE);

}

mian.c

int main()
{
    u8 fx = 0;
    u32 i = 0;//ำรภดภผำ
    RCC_HSE_Config(8,336,2,7);
    Beep_Init();
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
    SysTick_Init(168);
    key_init();
    LED_Init();
    TIM14_PWM_Init(500-1,84-1);//2000hz,ึฦฺถจมห,0.5MS

    //while(1)
    //{
        //  if(fx==0)
            //{
                //  i++;
                //  if(i==300)
                //  {
                    //      fx=1;
                //  }
            //}

            //else
            //{
            //      i--;
                //if(i==0)
            //  {
                //      fx=0;
                //}
            //}
         // TIM_SetCompare1(TIM14,i);
            //delay_ms(10);
    //}


    /********the second code*****/
        while(1)
        {
           while(i<=300)
           {
              TIM_SetCompare1(TIM14,i);
              delay_ms(10);
              i++;
           }

           while(i!=0)
           {
              TIM_SetCompare1(TIM14,i);
              delay_ms(10);
              i--;
           }
      }
}

補充：
1.主函式中註釋程式碼是官方的程式碼，下面是我自己原創的程式碼。官方程式碼是引用了一個變數來判斷方向。

2.觀察主函式的程式碼，我們設定的定時器為0.5ms，意思就是pwm波的週期為0.5ms，而每次執行完TIM_SetCompare1(TIM14,i);波形（佔空比）就會改變，而後面寫的delay_ms(10);是為了維持這一個波形一段時間，反映在模擬訊號上就是電壓變化的很平緩，很慢，自然亮度的變化也就很緩慢自然。自然，這個延遲時間知道要大於你定時時間好幾倍吧-.-

擴充套件

試試用pwm輸出來控制板子上的蜂鳴器來實現控制他的聲音大小

提示：看電路圖發現beep連在pf9上，而pf9本來就是tim13的複用口。所以只需在這個程式碼基礎上修改定時器的標號為tim13即可