ARM裸机 - PWM定时器

1.什么是PWM

 PWM波形是一个周期性波形，周期为T，在每个周期内波形是完全相同的。每个周期内由一个高电平和一个低电平组成。

PWM波形有2个重要参数：一个是周期T，另一个是占空比duty（占空比就是一个周期内高电平的时间除以周期时间的商），高电平时间为Tduty，低电平时间为T(1-duty)。

2..PWM波形的生成原理

先将GPIO引脚电平拉高、同时启动定时器定T*duty时间，时间到了在isr中将电平拉低，然后定时T*(1-duty)后再次启动定时器，然后时间到了后在isr中将电平拉高，然后再定时T*duty时间再次启动定时器····如此循环即可得到周期为T，占空比为duty的PWM波形。

后来因为定时器经常和PWM产生纠结一起，所以设计SoC的时候就直接把定时器和一个GPIO引脚内部绑定起来了，然后在定时器内部给我们设置了PWM产生的机制，可以更方便的利用定时器产生PWM波形。

PWM波形产生有2个寄存器很关键，一个是TCNTB、一个是TCMPB。其中，TCNTB决定了PWM波形的周期，TCMPB决定了PWM波形的占空比。

3.输出电平翻转器 

PWM定时器可以规定：当TCNT>TCMPB时为高电平，当TCNT<TCMPB时为低电平。

当电平改变时，TCMPB寄存器中的值就要改，210的PWM定时器帮我们提供了一个友好的工具叫做电平翻转器。

电平翻转器在电路上的实质就是一个电平取反的部件，在编程上反映为一个寄存器位。写0就关闭输出电平反转，写1就开启输出电平反转。

 

4.蜂鸣器和PWM定时器编程实战 

-> 蜂鸣器的工作原理：

蜂鸣器里面有2个金属片，离的很紧但没挨着；没电的时候两个片在弹簧本身张力作用下分开彼此平行；有电的时候两边分别充电，在异性电荷的吸力作用下两个片挨着；

我们只要以快速的频率给蜂鸣器的正负极：供电、断电。进行这样的循环，蜂鸣器的两个弹簧片就会挨着分开挨着分开···形成敲击，发出声音。

-> 硬件原理图：

-> 主要寄存器：

预分频器TCFG0：预分频器的值设置为65，使得分频后等于1MHZ。

分频器TCFG1：分频后的时钟周期为500KHZ。

CON：

TCNTB2、TCMPB2的计算：
我们的时钟频率是500KHz，对应的时钟周期是2us。也就是说每隔2us 计一次数。如果要定的时间是x，则TCNTB中应该写入
rTCNTB2 = 250; // 0.5ms/2us = 500us/2us = 250
rTCMPB2 = 125; // duty = 50%
 

代码实现：

pwm.c：

#define 	GPD0CON		(0xE02000A0)
#define 	TCFG0		(0xE2500000)
#define 	TCFG1		(0xE2500004)
#define 	CON			(0xE2500008)
#define 	TCNTB2		(0xE2500024)
#define 	TCMPB2		(0xE2500028)

#define 	rGPD0CON	(*(volatile unsigned int *)GPD0CON)
#define 	rTCFG0		(*(volatile unsigned int *)TCFG0)
#define 	rTCFG1		(*(volatile unsigned int *)TCFG1)
#define 	rCON		(*(volatile unsigned int *)CON)
#define 	rTCNTB2		(*(volatile unsigned int *)TCNTB2)
#define 	rTCMPB2		(*(volatile unsigned int *)TCMPB2)


// 初始化PWM timer2，使其输出PWM波形：频率是2KHz、duty为50%
void timer2_pwm_init(void)
{
	// 设置GPD0_2引脚，将其配置为XpwmTOUT_2
	rGPD0CON &= ~(0xf<<8);
	rGPD0CON |= (2<<8);
	
	// 设置PWM定时器的一干寄存器，使其工作
	rTCFG0 &= ~(0xff<<8);
	rTCFG0 |= (65<<8);			// prescaler1 = 65, 预分频后频率为1MHz
	
	rTCFG1 &= ~(0x0f<<8);
	rTCFG1 |= (1<<8);			// MUX2设置为1/2,分频后时钟周期为500KHz
	// 时钟设置好，我们的时钟频率是500KHz，对应的时钟周期是2us。也就是说每隔2us
	// 计一次数。如果要定的时间是x，则TCNTB中应该写入x/2us
	
	rCON |= (1<<15);		// 使能auto-reload，反复定时才能发出PWM波形
	//rTCNTB2 = 250;			// 0.5ms/2us = 500us/2us = 250
	//rTCMPB2 = 125;			// duty = 50%
	
	rTCNTB2 = 50;			
	rTCMPB2 = 25;	
	
	// 第一次需要手工将TCNTB中的值刷新到TCNT中去，以后就可以auto-reload了
	rCON |= (1<<13);		// 打开自动刷新功能
	rCON &= ~(1<<13);		// 关闭自动刷新功能
	
	rCON |= (1<<12);		// 开timer2定时器。要先把其他都设置好才能开定时器
}

main.c：

#include "stdio.h"

void uart_init(void);
void timer2_pwm_init(void);

int main(void)
{
	uart_init();
	
	timer2_pwm_init();
	
	while(1)
	{
		putc('a');
		delay();
	}
	
	return 0;
}

标签：duty,定时器,波形,电平,裸机,PWM,ARM,define
来源： https://blog.csdn.net/weixin_49303682/article/details/119283358