【 ST NUCLEO-G071RB测评】_08_PWM定时器控制三色LED实验

lvxinn2006

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本次活动测评开发板ST NUCLEO-G071RB由ST意法半导体提供，感谢意法半导体对EEWorld测评的支持！

https://www.stmcu.com.cn/Product/pro_detail/cat_code/STM32G0/family/81/sub_family/261/layout/product

【实验目的】

· 掌握PWM定时器的原理与使用

· 掌握PWM在控制LED亮度功能上的应用

【实验环境】

· NUCLEO-G071RB开发板

· 三色LED灯模块

· Keil MDK-ARM（Keil uVision 5.25.2.0）

· Keil.STM32G0xx_DFP.1.0.0.pack

【实验资料】

· NUCLEO-G071RB开发板原理图

· STM32G071x8/xB Data Sheet

· STM32G071芯片用户参考手册

【实验分析】

1、电气连接关系

红色R LED        ——> PC9

绿色G LED        ——> PC8

蓝色B LED        ——> PC10

2、GPIO引脚配置

由上图可知，PC8、PC9、PC10三个引脚分别对应着TIM1_CH1、TIM1_CH2、TIM1_CH3，所以需要把三个引脚都配置成AF2模式。

所以需要把这三个引脚配置成响应的AF模式，即AF2。

3、启用TIM1定时器

如图设置，可以通过配置[11]位启用TIM1的时钟。

4、配置定时器

高级控制定时器(TIM1)由一个可编程的预分频器驱动的16位自动重装计数器组成，可用于多种用途，包括测量输入的脉冲长度。输入信号的捕获，或输出波形(包括输出比较，PWM，死区插入互补的PWM)。

脉冲长度和波形周期可以在几微秒内进行调制。通过设定定时器预分频器和RCC时钟控制器，可以将定时器的工作时钟周期控制在毫秒级别。高级控制定时器(TIM1)和通用定时器器是完全独立的，不共享任何资源。

高级控制定时器原理如下：

本实验主要使用该定时器产生PWM信号，通过控制PWM占空比，使用不同占空比的信号，驱动三个颜色的LED灯，以控制三个LED灯的亮度等级，就可以搭配出不同颜色。

在定时器输出PWM信号的应用中，最重要的寄存器有：

ARR                ——计数重载寄存器，决定了PWM的周期；

CCRx        ——比较匹配寄存器，决定了不同引脚的PWM占空比；

CNT                ——定时器计数器，定时器计数器可以自增或自减，变化的过程中，不断与CCRx进行比较，一旦CNT达到CCRx的值时，就可以驱动响应的输出引脚发生电平的反转。

关于PWM相关配置的描述如下：

【实验代码】

1. #include "stm32g0xx.h"                  // Device header
   
2. #include <stdlib.h>
   
3. 
   
4. void mdelay(int ms)
   
5. {
   
6.         RCC->APBENR1 |= RCC_APBENR1_TIM6EN;        //使能TIM6
   
7.         TIM6->PSC = SystemCoreClock / 1000 - 1;        //预分频 定时器时钟为1000Hz
   
8.         TIM6->ARR = ms;        //周期数
   
9.         TIM6->CR1 |= TIM_CR1_OPM;        //单次脉冲模式
   
10.         TIM6->CR1 |= TIM_CR1_CEN;        //启动定时器
    
11.         while(TIM6->CR1 & TIM_CR1_CEN);        //等待定时器结束
    
12. }
    
13. 
    
14. void rgb_init(void)
    
15. {
    
16.         /* 初始化IO引脚 */
    
17.         RCC->IOPENR |= RCC_IOPENR_GPIOCEN;        //使能GPIOC
    
18.         GPIOC->MODER &= ~(0x3F<<16);
    
19.         GPIOC->MODER |= (0x2A<<16);        //设置PC8 9 10为AF模式
    
20.         GPIOC->AFR[1] &= ~(0xFFF<<0);
    
21.         GPIOC->AFR[1] |= (0x222<<0);//设置PC8 9 10为AF2
    
22.         
    
23.         /* 初始化定时器TIM1 */
    
24.         RCC->APBENR2 |= RCC_APBENR2_TIM1EN;        //启用TIM1时钟
    
25.         TIM1->CR1 = (1<<7);        //允许auto-reload
    
26.         TIM1->CCMR1 = (0x6<<4) | (1<<3)
    
27.                                 | (0x6<<12) | (1<<11); //设置CH1 CH2为PWM模式
    
28.         TIM1->CCMR2 = (0x6<<4) | (1<<3);        //设置CH3为PWM模式
    
29.         TIM1->CCER |= (1<<0) | (1<<4) | (1<<8); //使能CH1,2,3的输出功能
    
30.         TIM1->BDTR |= (1<<15);        //使能定时器的主输出功能
    
31.         TIM1->PSC = 99;        //分频值
    
32.         TIM1->ARR = 255;        //计数最大值，决定PWM周期
    
33.         TIM1->CNT = 0;        //重置定时器计数器
    
34.         TIM1->CR1 |= (1<<0); //启动定时器
    
35. }
    
36. 
    
37. int main(void)
    
38. {
    
39.         int rgb;
    
40.         rgb_init();
    
41.         while(1){
    
42.                 rgb = rand();
    
43.                 TIM1->CCR1 = rgb&0xff;        //CH1比较值，决定CH1占空比
    
44.                 TIM1->CCR2 = (rgb>>8)&0xff; //CH2比较值，决定CH2占空比
    
45.                 TIM1->CCR3 = (rgb>>16)&0xff; //CH3比较值，决定CH3占空比
    
46.                 mdelay(100);
    
47.         }
    
48. }

复制代码

【实验现象】

· 三色LED会不断的改变颜色

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RCSN

1、楼主使用寄存器操作值得赞一波，这样在评测中更能深入了解这块MCU
2、楼主为何不妨使用下cubemx？或者官方的库接口？

lvxinn2006

RCSN 发表于 2019-1-22 10:37
1、楼主使用寄存器操作值得赞一波，这样在评测中更能深入了解这块MCU
2、楼主为何不妨使用下cubemx？或者 ...

评测芯片，从底层寄存器角度出发，才能看清与其他芯片的区别，如果寄存器没问题，再使用库函数会感觉简单很多。最重要的是，项目太小，几行代码实现的功能，细节自己把控。

RCSN

lvxinn2006 发表于 2019-1-22 11:30
评测芯片，从底层寄存器角度出发，才能看清与其他芯片的区别，如果寄存器没问题，再使用库函数会感觉简单 ...

嗯，期待楼主的继续评测帖子

okhxyyo

颜色很好看。赞赞赞

lvxinn2006

okhxyyo 发表于 2019-1-22 21:29
颜色很好看。赞赞赞

透过一层纸，看起来有点像不同颜色的月亮

okhxyyo

lvxinn2006 发表于 2019-1-23 09:39
透过一层纸，看起来有点像不同颜色的月亮

嗯嗯嗯