6.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

通過本實(shí)驗(yàn)主要學(xué)習(xí)以下內(nèi)容：

? TIMER PWM輸出原理

? TIMER 定時(shí)中斷

6.2 實(shí)驗(yàn)原理

6.2.1 IO口設(shè)置

本例程中，使用TIMER0輸出前三個(gè)通道的占空比，這三個(gè)通道分別為PA8、PA9和PA10，從datasheet中我們可以看到這三個(gè)引腳的定義：

所以需要將這三個(gè)引腳配置為AF模式并選擇正確的AF號(hào)：

6.2.2 TIMER輸出PWM原理

TIMER計(jì)數(shù)方式有兩種：邊沿計(jì)數(shù)和中央計(jì)數(shù)，其中邊沿計(jì)數(shù)分為向上計(jì)數(shù)和向下計(jì)數(shù)。

在向上計(jì)數(shù)模式下，需要配置TIMER的重載值，當(dāng)TIMER開始工作后，計(jì)數(shù)值從0開始遞增，當(dāng)達(dá)到重載值后計(jì)數(shù)值變?yōu)?重新開始計(jì)數(shù)；

向下計(jì)數(shù)模式和向上模式類似，只是計(jì)數(shù)值是遞減的，減到0后從重載數(shù)重新計(jì)數(shù)；

中央對(duì)齊模式的計(jì)數(shù)模式為從0開始計(jì)遞增到重載值，再?gòu)闹剌d值遞減到0，從“0到0”為一次計(jì)數(shù)周期。

在0和重載值之間，用戶還可以設(shè)置一個(gè)比較值，PWM就是通過這個(gè)比較值來發(fā)出的，當(dāng)計(jì)數(shù)值小于比較值時(shí)，IO口將會(huì)為高或者低，當(dāng)計(jì)數(shù)值大于比較值時(shí)，IO將為輸出為另一個(gè)電平，即低或高，當(dāng)TIMER連續(xù)計(jì)數(shù)時(shí)，就呈現(xiàn)出PWM波形。比較值的大小將決定PWM的占空比。以下為TIMER輸出PWM的示意圖：

圖中的OxCPRE為“輸出極性”，為高時(shí)為有效電平，為低時(shí)是無效電平，用戶可以設(shè)置通道口為有效電平時(shí)輸出高電平或者輸出低電平。比如，將PA8設(shè)置為高電平有效，那么當(dāng)OxCPRE輸出為高時(shí)，PA8輸出高電平；如果設(shè)置PA8為低電平有效，那么當(dāng)OxCPRE輸出為高時(shí)，則PA8輸出低電平。

本實(shí)驗(yàn)采用TIMER5進(jìn)行定時(shí)中斷，在中斷中改變TIMER0前三個(gè)通道的占空比，使用示波器或邏輯分析儀，可以測(cè)量TIMER0前三個(gè)通道PA8、PA9和PA10的波形。也可以通過飛線的方式將三個(gè)IO口分別接到紅綠藍(lán)三種不同顏色燈珠上，實(shí)現(xiàn)RGB彩燈的效果。

6.3 硬件設(shè)計(jì)

TIMER0的前三個(gè)通道分別為PA8、PA9和PA10，讀者直接對(duì)開發(fā)板上引出的排針進(jìn)行測(cè)試即可。

6.4 代碼解析

本例程使用了兩個(gè)TIMER，其中TIMER5用來產(chǎn)生30ms的周期性中斷，在TIMER5的中斷中，對(duì)TIMER0的三個(gè)通道占空比進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)占空比可變的效果。

6.4.1 主函數(shù)代碼解析

主函數(shù)代碼如下所示，主要包括串口初始化、LED初始化、RGB燈珠初始化（即timer0的三個(gè)通道初始化）、timer驅(qū)動(dòng)初始化（該timer用于調(diào)整RGB燈珠PWM驅(qū)動(dòng)時(shí)間）。

C++
int main(void)
{
//延時(shí)和公共驅(qū)動(dòng)部分初始化
driver_init();
//打印串口初始化
bsp_uart_init(&BOARD_UART);
//初始化LED組
bsp_led_group_init();
bsp_led_on(&LED2);
bsp_led_off(&LED1);
bsp_rgb_init(1000000,10);//
//注冊(cè)rgb_switch函數(shù)到timer定時(shí)中斷的回調(diào)函數(shù)
TIMER_INT.timer_updata_callback=rgb_switch;
//初始化定時(shí)器，默認(rèn)計(jì)數(shù)器頻率100K,周期值3000,中斷頻率100K/3000= 33HZ（30ms）
bsp_timer_init(1000000,100);//
printf_log("\r\n RGB breathing lamp\r\n");
while(1)
{

}
}

6.4.2 RGB燈珠初始化函數(shù)解析

RGB燈珠初始化函數(shù)如下，在此定義了RGB_TIMER_R、RGB_TIMER_G、RGB_TIMER_B三個(gè)燈的控制結(jié)構(gòu)體，并通過timer驅(qū)動(dòng)進(jìn)行配置。

C++
/* 定義注冊(cè)RGB對(duì)應(yīng)PWM通道 */
TIMER_CH_DEF(RGB_TIMER_R,TIMER0,0,TIMER_CH_PWM_LOW,A,8,AF_PP,GPIO_AF_1);
TIMER_CH_DEF(RGB_TIMER_G,TIMER0,1,TIMER_CH_PWM_LOW,A,9,AF_PP,GPIO_AF_1);
TIMER_CH_DEF(RGB_TIMER_B,TIMER0,2,TIMER_CH_PWM_LOW,A,10,AF_PP,GPIO_AF_1);

/*!
* 說明 ????RGB初始化
* 輸入[1] ?counter_frequency 計(jì)數(shù)器頻率
* 輸入[2] ?period 周期值
* 返回值 ??無
*/
void bsp_rgb_init(uint32_t counter_frequency,uint16_t period)
{
driver_timer_multi_channel_init(&RGB_TIMER_R,&RGB_TIMER_G,&RGB_TIMER_B,NULL,counter_frequency,period);
driver_timer_pwm_on(&RGB_TIMER_R);
driver_timer_pwm_on(&RGB_TIMER_G);

6.4.3 基礎(chǔ)定時(shí)器初始化及中斷處理函數(shù)

基礎(chǔ)定時(shí)器初始化配置代碼如下，在此用一個(gè)定時(shí)器TIMER5，并使能了其溢出中斷。該定時(shí)器用于控制RGB PWM輸出時(shí)間。

C
/* 注冊(cè)定義定時(shí)器中斷使用的timer */
TIMER_BASE_DEF(TIMER_INT,TIMER5);
/*!
* 說明 ????定時(shí)器中斷初始化
* 輸入[1] ?counter_frequency：計(jì)數(shù)器頻率值
* 輸入[2] ?period：周期值
* 返回值 ??無
*/
void bsp_timer_init(uint32_t counter_frequency,uint16_t period)
{
driver_timer_base_int_init(&TIMER_INT,counter_frequency,period);
nvic_irq_enable(TIMER5_DAC_UDR_IRQn,0,0);
}

其中斷回調(diào)函數(shù)如下，通過該函數(shù)定時(shí)調(diào)整RGB三路PWM的占空比。

C
/*!
* 說明 ????定時(shí)器中斷服務(wù)函數(shù)
* 輸入[1] ?無
* 返回值 ??無
*/
void TIMER5_DAC_UDR_IRQHandler(void)
{
driver_timer_updata_int_handler(&TIMER_INT);
}

/*!
* 說明 ????RGB占空比切換函數(shù)（TIMER定時(shí)中斷回調(diào)）
* 輸入 ????無
* 輸出 ????無
* 返回值 ??無
*/
void rgb_switch(void)
{
static ?uint8_t r_duty=0,g_duty=0,b_duty=0;
//每輪中斷依次調(diào)整rgb占空比，將全部組合遍歷
bsp_rgb_duty_set(r_duty,g_duty,b_duty);
b_duty+=5;
if(b_duty>100)
{
b_duty=0;
g_duty+=5;
if(g_duty>100)
{
g_duty=0;
r_duty+=5;
if(r_duty>100)
{
r_duty=0;
bsp_led_toggle(&LED2);
bsp_led_toggle(&LED1);
}
}
}
}

6.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

將本例程代碼下載到海棠派開發(fā)板中，使用示波器測(cè)量PA8、PA9、PA10上，可以看到三個(gè)通道輸出PWM波，且占空比會(huì)周期性的變化。