PWM

PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）是一种调制技术，通过改变脉冲信号的占空比来控制平均输出电压或功率。

PWM 的相关参数

PWM主要有三个参数：频率、占空比、分辨率

频率：

• 定义：PWM 信号的频率指的是单位时间内一个完整周期（高电平和低电平持续时间总和）的重复次数，通常以赫兹（Hz）为单位。
• 例子：如果 PWM 信号的频率为 1 kHz，这意味着每秒钟会重复 1000 次完整的高低电平循环。

占空比：

• 定义：占空比是高电平持续时间与整个周期时间的比例，通常以百分比表示。它决定了平均输出功率。
• 例子：如果一个 PWM 信号的周期为 10ms，其中高电平持续 6ms，低电平持续 4ms，则占空比为 60%（6 ms / 10 ms × 100%）。在 LED 调光中，60% 的占空比会使 LED 发出比 30%占 空比更亮的光。

分辨率：

• 就是占空比变化的快慢，占空比变化的细腻程度。占空比跳的快如按照 1% 跳变与按照 0.1% 跳变，那么 0.1% 的跳变就越细腻，越柔和。

PWM 工作原理

图片 PWM 的工作过程为：定时器模块中的计数器（CNT）从 0 开始递增，当达到自动重装寄存器（ARR）设置的最大值时，计数器会自动清零并重新开始。捕获/比较寄存器（CCR）存储一个比较值，当计数器的值小于CCR时，输出信号保持高电平；当计数器的值大于等于CCR时，输出信号变为低电平，从而生成占空比可调的 PWM 信号。通过调整 ARR 可以控制 PWM 的频率，而通过改变 CCR 的值可以调整 PWM 信号的占空比。

实现

功能：通过 PWM 实现一个灯的闪烁

代码

#include "gd32f4xx.h"
#include "systick.h"

// 预分频值
#define PRESCALER (168 - 1) // 
// 1ms 的周期 168000000 / 168 = 1000000 / 1000 = 1000 
#define PERIOD (((SystemCoreClock / (PRESCALER + 1)) / 1000) - 1)

// LED1 GPIO
void GPIO_LED_Config(void) {
	// LED 总开关
	rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOC);
	gpio_mode_set(GPIOC, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_PULLUP, GPIO_PIN_6);
	gpio_output_options_set(GPIOC, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_2MHZ, GPIO_PIN_6);
	// LED1
	rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOD);
	gpio_mode_set(GPIOD, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP, GPIO_PIN_15);
	gpio_af_set(GPIOD, GPIO_AF_2, GPIO_PIN_15);
	gpio_output_options_set(GPIOD, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_2MHZ, GPIO_PIN_15);
	
	// 总开关常开
	gpio_bit_reset(GPIOC, GPIO_PIN_6);	
}

// LED1 TImer Config
void TImer_LED_Config(void) {
	rcu_periph_clock_enable(RCU_TIMER3);
	
	timer_deinit(TIMER3);
	// 先倍频到 168MHz
	rcu_timer_clock_prescaler_config(RCU_TIMER_PSC_MUL4);
	
	timer_parameter_struct initpara;
		
	timer_struct_para_init(&initpara);
    // 预分频倍数
	initpara.prescaler         = PRESCALER;
    // 对齐方式
//  initpara.alignedmode       = TIMER_COUNTER_EDGE;
    // 计数方向
//  initpara.counterdirection  = TIMER_COUNTER_UP;
    // 周期
    initpara.period            = PERIOD; // 1ms
		
	timer_init(TIMER3, &initpara);
	
	// 定时器通道配置
	timer_oc_parameter_struct ocpara;	
	timer_channel_output_struct_para_init(&ocpara);
/*
	带N的为反向，带P的为正向。赋值的结果常量也是需要注意是否带N。
	// 通道使能，开启通道
	ocpara->outputstate  = (uint16_t)TIMER_CCX_DISABLE;
    ocpara->outputnstate = TIMER_CCXN_DISABLE;
	// 设置通道极性为高电平
	// 所谓的极性就是指：
	// 1.通道的有效电平
	// 2.当定时器触发时，通道的电平状态
    ocpara->ocpolarity   = TIMER_OC_POLARITY_HIGH;
    ocpara->ocnpolarity  = TIMER_OCN_POLARITY_HIGH;
	// 设置输出比较通道在空闲状态时的电平为低电平。
    ocpara->ocidlestate  = TIMER_OC_IDLE_STATE_LOW;
    ocpara->ocnidlestate = TIMER_OCN_IDLE_STATE_LOW;
*/
	ocpara.outputstate = TIMER_CCX_ENABLE;	
	// 第一个参数是我们使用的是哪一个定时器
	// 第二个参数是我们使用的哪一个通道，也是就在服用编号表中看到的编号 TIMER3_CH3
	timer_channel_output_config(TIMER3, TIMER_CH_3, &ocpara);
	// 输出模式配置
	// 模式0：在向上计数时，一旦计数器值小于 TIMERx_CH0CV 时，O0CPRE 为有效电平，否则为无效电平。
	// 在向下计数时，一旦计数器的值大于 TIMERx_CH0CV 时 O0CPRE 为无效电平，否则为有效电平。
	// 在 TIMERx_CH0CV 下面就是高电平
	timer_channel_output_mode_config(TIMER3, TIMER_CH_3, TIMER_OC_MODE_PWM0);
	// 配置占空比
	// 为了达到流水灯的效果，我们要让他一开始是 熄灭的，然后逐渐亮灭
	// 周期和分频会自动 + 1 ，占空比不会所以需要加回来
	timer_channel_output_pulse_value_config(TIMER3, TIMER_CH_3, (PERIOD + 1));
	
	timer_enable(TIMER3);

}

// 0~100，100~0
void update_duty(float duty) {
	uint32_t pulse = (uint32_t)((duty / 100) * PERIOD);
	timer_channel_output_pulse_value_config(TIMER3, TIMER_CH_3, pulse);
}

int main(void) {
    systick_config();
	GPIO_LED_Config();
	TImer_LED_Config();
    while(1) { // 100 20*19
		for(int i = 20; i >= 0; i--) {
			update_duty(i * 5);
			delay_1ms(50);
		}
		for(int i = 0; i < 21; i++) {
			update_duty(i * 5);
			delay_1ms(50);
		}
    }
}

prescaler：计数器时钟等于 TIMER_CK 时钟除以(PSC+1)，每次当更新事件产生时，PSC 的值被装入到对应的影子寄存器。

根据引脚所复用的定时器去选择通道

如果想要让多个 LED 灯实现流水效果我们可以使用同一个 PWM 的不同通道，将 GPIO 复用为某个具体的通道，然后配置通道即可

问题

一、通道极性和 PWM0，PWM1 的区别

通道的极性代表的就是通道的有效电平和事件产生时通道的输出电平是高还是低；

PWM 模式 0。在向上计数时，一旦计数器值小于 TIMERx_CH0CV 时，O0CPRE 为有效电平，否则为无效电平。在向下计数时，一旦计数器的值大于 TIMERx_CH0CV 时，O0CPRE 为无效电平，否则为有效电平。

PWM 模式 1。在向上计数时，一旦计数器值小于 TIMERx_CH0CV 时，O0CPRE 为无效电平，否则为有效电平。在向下计数时，一旦计数器的值大于 TIMERx_CH0CV 时， O0CPRE 为有效电平，否则为无效电平。