C語言之「編程超簡單系列」——應用價值非常高的「PWM技術」

大家好，這兩天小編有點忙整天在加班，所以昨天沒有來得及更新，先給大家說聲抱歉。這幾天小編想了想，可能大家對C語言沒有那麼感興趣，也有可能是小編才疏學淺，沒有很好地傳達到學習的方法。如果是後者，先給大家說聲抱歉。小編覺得可能大家每天上班都挺累的，晚上逛頭條也是為了舒緩壓力，不想再去花腦筋想學習了，但是不管大家是否會為小編點贊，小編會堅持下去，因為我也不光是為了給大家分享學習心得，更多的是考量自己是否真正掌握這些學習過的東西，也就是溫故而知新吧！

呼吸燈

今天和大家討論一下「PWM」也就是「脈寬調製技術」，這項技術應用價值非常高，特別是在直流電機的控制領域。其實我說一些應用大家也很熟悉，比如「呼吸燈」，「調節屏幕的光亮程度」、「音量的大小」等等。那麼「脈寬調製技術」到底是怎麼應用的呢？我來給大家做個簡單的介紹：

大家都知道 功 = 功率 * 時間；那麼我們以「呼吸燈」為例，「呼吸燈」就是燈從微弱的亮度到最高亮度，然後在慢慢變成微弱的亮度；假設每種亮度持續的時間相同，那麼亮度高的時候所消耗的能量就多，亮度低的消耗的能量就少，也就是說他們之間的功率是不同的，但是我們都知道，給燈供電的引腳是相同的，那麼到底是如何改變功率的呢？這就是「脈寬調製技術」。和大家說過MCU執行的速度是很快的，這種速度是人類無法感知到的。假設每種亮度持續1ms;那麼亮度最高的燈的兩端電壓如下圖所示：

亮度最高

而中等亮度的燈的兩端電壓如下圖所示：

高度中等

從圖中就可以發現中等亮度的功率是最高亮度的一半，而在1ms甚至更短的時間內對管腳兩端的電壓進行變化，人類是無法感知出來的，人們所能感受到的只是亮度發生了變化。同理掌握了這個，你也就能控制直流電機的轉速了！你要控制亮度或者轉速，只要控制好低電平在一個周期中的時間就可以了，低電平在一個周期中所佔的比例稱為「占空比」，知道了這兩個因素，那麼使用「脈寬調製技術」就變得簡單了，就是設置好「周期（也就是頻率）」和「占空比」就可以了。

下面我們就圍繞設置「頻率」和「占空比」來學習就可以了。要告訴大家的是非常的簡單，因為STM32的定時器就帶有「PWM」功能，所以說設置PWM就變成了配置「定時器」在前幾章已經和大家討論過定時器的使用了，定時器初始化時就已經配置好了「周期（也就是頻率）」，PWM就是額外添加一段關於「占空比」的配置函數，要和大家說的PWM是自帶輸出引腳的，所以我們也要配置對應的輸出引腳，怎麼配置我相信學過前幾章的同學肯定都會了，那麼接下來就給大家寫一寫具體的配置：

//TIM14 PWM部分初始化

//PWM輸出初始化

//arr：自動重裝值

//psc：時鐘預分頻數

void TIM14_PWM_Init(u32 arr,u32 psc)

{

//此部分需手動修改IO口設置

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM14,ENABLE); //TIM14時鐘使能

RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE); //使能PORTF時鐘

GPIO_PinAFConfig(GPIOF,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_TIM14); //GPIOF9復用為定時器14

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //GPIOF9

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; //復用功能

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//速度100MHz

GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽復用輸出

GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉

GPIO_Init(GPIOF,&GPIO_InitStructure); //初始化PF9

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=psc; //定時器分頻

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上計數模式

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=arr; //自動重裝載值

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;

TIM_TimeBaseInit(TIM14,&TIM_TimeBaseStructure);//初始化定時器14

//初始化TIM14 Channel1 PWM模式

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //選擇定時器模式:TIM脈衝寬度調製模式2

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比較輸出使能

TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; //輸出極性:TIM輸出比較極性低

TIM_OC1Init(TIM14, &TIM_OCInitStructure); //根據T指定的參數初始化外設TIM1 4OC1

TIM_OC1PreloadConfig(TIM14, TIM_OCPreload_Enable); //使能TIM14在CCR1上的預裝載寄存器

TIM_ARRPreloadConfig(TIM14,ENABLE);//ARPE使能

TIM_Cmd(TIM14, ENABLE); //使能TIM14

}

是不是很簡單，沒錯就是這麼簡單，在主函數中初始化該函數後，對應管腳就會按照你的設置輸出相應的高低電平，如果你降低占空比，輸出的功率就高，反之提高占空比，輸出的功率就低。

C

再次和大家強調一下，學習C語言嵌入式不要覺得有多難，這些底層的配置一般都是模塊化的，就算有些外設部件的配置比較複雜，網上也有很多底層程序，我們是做應用開發的，要花時間在應用層上，要學會去構思，底層的東西我們只要掌握一些通用的匯流排和一些MCU自帶的外設控制就OK了，還是那句話會思考的人才最有前途！

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