【PWM】彩色呼吸灯

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PWM 简介

PWM 波形

PWM波形是一种方波信号，是高/低电平不断切换的结果，其波形如图所示，这是3种占空比不同的波形：

PWM的几个关键参数为：

频率（Frequency）：即高低电平切换的速度，切换的速度越快则频率越高，1000Hz的PWM波意味着1秒钟有1000个脉冲
占空比（Duty Cycle）：即每个周期内，高电平所占的宽度
- 例如图中 50% duty cycle，即高/低电平的时间各占50%；
- 图中的75% duty cycle，高电平占75%，低电平占25%；
- 图中的25% duty cycle，高电平占25%，低电平占75%；

PWM 实现呼吸灯

如果使用PWM信号控制LED的亮/灭，那么占空比越高，灯点亮的时间就越长

因此，当PWM频率足够高，以至于人眼无法分辨时，PWM的占空比就可以控制LED灯的亮度

也就是说，占空比越高，LED看起来越亮

此例程使用PWM来驱动学习板上的RGB LED，实现呼吸灯效果

如何使用例程

下载程序，即可看到效果

程序效果

烧录例程后，可以看到RGB灯渐变效果
修改一下例程可以实现不同颜色、不同速度的呼吸灯效果

例程讲解

下面介绍了如何自己实现该例程的功能

1、工程配置

开启外部晶振：在Pinout&Configuration -> System Core -> RCC 页面，将 High Speed Clock (HSE) 配置为 Crystal/Ceramic Resonator

配置时钟频率：在Clock Configuration 页面，将PLL Source 选择为 HSE，将System Clock Mux 选择为 PLLCLK，然后在HCLK (MHz) 输入72并回车，将HCLK频率配置为 72 MHz

分配引脚：在Pinout&Configuration页面，将PA6、PA7、PB0分别配置为TIM3_CH1、TIM3_CH2、TIM3_CH3
配置TIM3：在Pinout&Configuration -> Timers -> TIM3
- 勾选 Internal Clock，开启 TIM3 的内部时钟源
- Configuration -> Mode，将 Channel1、Channel2、Channel3 分别配置为 PWM Generation CH1、2、3
- Configuration -> Parameter Settings -> Counter Settings，将 Prescaler 配置为 72-1，将 Counter Period 配置为 100-1，使PWM频率为10kHz
  PWM频率 = 72MHz ÷ 72 ÷ 100 = 10 kHz

2、代码

启动PWM输出

//启动3个通道的PWM输出
HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_1);
HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_2);
HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_3);

在while循环中逐渐改变占空比

__HAL_TIM_SET_COMPARE 可以设置PWM的占空比，范围 0 - 99
注意：占空比必须小于前面配置的Counter Period，例程中配置为100-1，即占空比可调范围是 0 - 99
先从0逐渐增加到99，亮度逐渐提高
再从99逐渐减小到0，亮度逐渐降低

while (1) {
    // PWM通道CH1-3分别对应三个颜色，下面示例三个颜色一起呼吸灯
    // 0-99为占空比，0为最小亮度，99为最大亮度
    // 每7ms调整一次占空比，从0逐渐增加到99
    for (int period = 0; period < 100; period++) {
        __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_1, period);
        __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_2, period);
        __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_3, period);
        HAL_Delay(7);
    }
    // 从99逐渐减小到0
    for (int period = 99; period >= 0; period--) {
        __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_1, period);
        __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_2, period);
        __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_3, period);
        HAL_Delay(7);
    }
    HAL_Delay(100); 
}

【PWM】彩色呼吸灯

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PWM 波形​

PWM 实现呼吸灯​

如何使用例程​

程序效果​

例程讲解​

1、工程配置​

2、代码​