STM32 上使用 PWM

本文描述了如何在搭载了 RT-Thread 操作系统的平台上使用 PWM 输出波形，包括 PWM 的应用、配置和驱动的添加等。并给出了在正点原子 STM32L475 pandora 开发板上验证的代码示例。

硬件平台简介

本文基于正点原子 STM32L475 pandora 开发板，给出了 PWM 的具体应用示例代码，由于 RT-Thread 上层应用 API 的通用性，因此这些代码不局限于具体的硬件平台，用户可以轻松将它移植到其它平台上。STM32L475 pandora 是正点原子推出的一款基于 ARM Cortex-M4 内核的开发板，最高主频为 80Mhz，该开发板具有丰富的板载资源，可以充分发挥 STM32L475 的芯片性能。

使用 PWM

在 menuconfig 中打开 PWM 通道

打开 Env 工具，使用 menuconfig 工具配置工程，在 Env 命令行中输入 menuconfig 进入配置界面。在 menuconfig 配置界面依次选择 Hardware Driver Config ---> On-chip Peripheral Drivers ---> Enable pwm ---> Enable timer2 output pwm 如下图所示：

选中需要使用的 PWM 通道后保存退出，使用 scons --target=mdk5 生成 mdk5 工程，打开工程进行编译并下载程序，在终端输入 list_device 命令可以看到 PWM2 设备已经成功添加了，如下图所示：

使用 PWM 输出波形

应用程序可以通过 RT-Thread 提供的设备管理接口来访问 PWM 设备硬件，相关接口如下所示：

接口参数的具体描述请参考官网 PWM 设备

????链接：

https://www.rt-thread.org/document/site/programming-manual/device/pwm/pwm/

（以上链接请复制至外部浏览器打开）

PWM 设备使用步骤

PWM 设备的具体使用方式可以参考如下步骤：

初始化 PWM 设备。 ⚪使用 rt_device_find 查找指定的 PWM 设备。 ⚪使用 rt_pwm_set 设置通道的默认 PWM 周期和脉冲宽度。 ⚪使用 rt_pwm_enable 使能需要输出波形的 PWM 通道。

使用 PWM 设备输出波形。 ⚪使用 rt_pwm_set 输出特定的波形。

关闭 PWM 输出通道。 ⚪当不再需要使用 PWM 通道输出波形时，可以调用 rt_pwm_disable 关闭对应的输出通道。

代码如下所示：向????滑动查看全部

 1#define PWM_DEV_NAME            "pwm2"  /* PWM设备名称 */
 2#define PWM_DEV_CHANNEL         3       /* PWM通道 */
 3#define THREAD_PRIORITY         25      /* 线程优先级 */
 4#define THREAD_STACK_SIZE       512     /* 线程栈大小 */
 5#define THREAD_TIMESLICE        5       /* 线程时间片大小 */
 6
 7static rt_thread_t tid1 = RT_NULL;      /* 线程句柄 */
 8struct rt_device_pwm *pwm_dev;          /* PWM设备句柄 */
 9static rt_uint32_t period = 500000;     /* 周期为0.5ms，单位为纳秒ns */
10static rt_uint32_t pulse = 0;           /* PWM脉冲宽度值的增减方向 */
11
12/* 线程 pwm_entry 的入口函数 */
13static void pwm_entry(void *parameter)
14{
15    rt_uint32_t count = 0;
16
17    while (count++ < 1000)
18    {
19        rt_thread_mdelay(50);
20        /* step 2、设置 PWM 周期和脉冲宽度，输出特定的波形 */
21        rt_pwm_set(pwm_dev, PWM_DEV_CHANNEL, period, pulse++);
22    }
23    /* step 3、如果不再使用该通道，可以关闭 PWM 通道的输出 */
24    rt_pwm_disable(pwm_dev, PWM_DEV_CHANNEL);
25}
26
27static int pwm_test(int argc, char *argv[])
28{
29    /* step 1.1、查找 PWM 设备 */
30    pwm_dev = (struct rt_device_pwm *)rt_device_find(PWM_DEV_NAME);
31    if (pwm_dev == RT_NULL)
32    {
33        rt_kprintf("pwm sample run failed! can't find %s device!\n", PWM_DEV_NAME);
34        return RT_ERROR;
35    }
36
37    /* step 1.2、设置 PWM 周期和脉冲宽度默认值 */
38    rt_pwm_set(pwm_dev, PWM_DEV_CHANNEL, period, pulse);
39    /* step 1.3、使能 PWM 设备的输出通道 */
40    rt_pwm_enable(pwm_dev, PWM_DEV_CHANNEL);
41
42    /* 创建线程，名称是 pwm_thread ，入口是 pwm_entry*/
43    tid1 = rt_thread_create("pwm_thread",
44                             pwm_entry,
45                             RT_NULL,
46                             THREAD_STACK_SIZE,
47                             THREAD_PRIORITY,
48                             THREAD_TIMESLICE);
49
50    /* 如果获得线程控制块，启动这个线程 */
51    if (tid1 != RT_NULL)
52        rt_thread_startup(tid1);
53
54    return RT_EOK;
55}
56/* 导出到 msh 命令列表中 */
57MSH_CMD_EXPORT(pwm_test, pwm sample);

编译、下载程序，在终端输入 help 命令可以看到 pwm_test 命令已经成功导出，如下图所示：

运行 PWM 测试程序

要运行 PWM 测试程序，需要在终端输入 pwm_test 由于此 BSP 的 PWM2 通道 3 的输出并没有连接到外设上，无法直观的看到现象，所以这里使用逻辑分析仪来抓取 PWM 输出的波形，波形输出如下图所示：

从逻辑分析仪抓取的波形可以看到，PWM 波形已经成功输出。

添加 PWM 驱动

如果使用的 BSP 在 menuconfig 中没有给出 PWM 通道的配置项，那么就需要自己添加 PWM 的驱动，下面就如何自己添加 PWM 驱动展开讲解。

检查驱动文件是否支持 PWM

进入 rt-thread\bsp\stm32\libraries\HAL_Drivers 目录检查 drv_pwm.c 文件是否支持相应的 PWM 外设输出。检查驱动文件是否支持相应的 PWM 外设(PWM1、2、n)

检查驱动文件是否支持相应的 PWM 输出通道(1、2、3、4)

初始化 PWM 通道引脚

进入 rt-thread\bsp\stm32l475-atk-pandora\board\CubeMX_Config 目录，双击打开 STM32L475VE.ioc 文件初始化 PWM 通道对应的引脚，这里以 PWM2 通道 3 为例，如下图所示：

点击 GENERATE CODE 按钮生成代码，虽然 STM32CubeMX 生成了多个文件用来初始化外设，但 RT-Thread 只使用了 STM32CubeMX 生成的 stm32fxx_hal_msp.c 文件和 stm32fxx_hal_conf.h 文件，生成的 PWM 代码如下所示：