C语言-STM32：介绍PWM，并使用PWM实现呼吸灯

        1、什么是PWM

        PWM，全称为Pulse Width Modulation，中文名为脉冲宽度调制。这是一种模拟控制技术，通过改变脉冲信号的宽度来表征一个连续变量的平均值，通常用于对模拟信号的数字化控制，特别是在功率转换和信号处理中非常常见。以下是PWM的一些关键特性：

1. 基本原理：

   • PWM信号是由一系列宽度可变的脉冲组成，每个脉冲的周期是固定的，但高电平（导通）时间（脉冲宽度）是可以变化的。
   • 占空比（Duty Cycle）是脉冲宽度与周期的比例，通常以百分比表示。高占空比意味着更多的时间处于高电平状态，低占空比则相反。

2. 应用：

   • 电源管理：在电源转换器中，PWM用于控制输出电压的平均值，例如在开关电源中，通过改变开关元件的导通时间来调整输出电压。
   • 电机控制：在电机驱动系统中，通过改变PWM信号的占空比来调整电机的速度和扭矩。
   • LED亮度控制：在照明应用中，改变PWM信号的占空比可以调整LED的亮度，而不改变其工作电流的峰值。
   • 音频信号处理：在数字音频系统中，PWM可用于编码和解码音频信号。
   • 通信系统：在一些通信协议中，PWM可以作为数据传输的方式。

3. 优点：

   • 效率高：PWM技术允许高效地转换和控制电源，因为它通常在开关模式下操作，减少了能量损失。
   • 控制精度：通过精确调整占空比，可以实现精细的控制。
   • 简化电路：使用PWM可以简化模拟电路设计，因为许多功能可以通过数字逻辑来实现。

4. 生成PWM：

   • PWM信号通常由微控制器（如STM32系列）或其他数字逻辑设备生成，这些设备通常内置了PWM发生器模块，可以通过编程设置周期、占空比和其他参数。

5. 实现：

   • 在STM32等微控制器中，初始化一个定时器（如TIM2），设置预分频器、计数器周期和比较值，就可以生成PWM信号。通过比较单元，当计数值与比较值匹配时，输出状态会发生变化，从而形成不同宽度的脉冲。

        综上所述，PWM是一种广泛应用的数字调制技术，通过简单的数字信号实现对模拟信号的控制，广泛应用于各种电子设备和系统中。

        2、使用PWM实现呼吸灯

#include "stm32f1xx_hal.h"
#include "stm32f1xx_hal_tim.h"
#include "stm32f1xx_hal_gpio.h"

TIM_HandleTypeDef htim3;
volatile uint32_t timerCounter = 0;

int main(void) {
    // 初始化HAL库
    HAL_Init();

    // 系统时钟配置
    SystemClock_Config();

    // GPIO初始化，配置LED为推挽输出
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    GPIO_InitStruct.Pin = LED_Pin;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    HAL_GPIO_Init(LED_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

    // 初始化TIM3为PWM
    __HAL_RCC_TIM3_CLK_ENABLE();
    htim3.Instance = TIM3;
    htim3.Init.Prescaler = 84 - 1; // 假设系统时钟72MHz，预分频因子为72-1
    htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
    htim3.Init.Period = 10000 - 1; // 10ms周期，可以根据需要调整
    htim3.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
    htim3.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
    HAL_TIM_PWM_Init(&htim3);

    TIM_PWMOutputStateTypeDef pwmState = TIM_OUTPUTSTATE_ENABLE;
    HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim3, &htim3.ChannelConfig[0], pwmState);
    HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_1);

    // 呼吸灯循环
    while (1) {
        for (timerCounter = 0; timerCounter <= 10000; timerCounter++) {
            // 设置PWM占空比，从0到100%
            HAL_TIM_PWM_SetPulse(&htim3, TIM_CHANNEL_1, timerCounter);
            HAL_Delay(1); // 延时1ms，使得变化更平滑
        }
        for (timerCounter = 10000; timerCounter > 0; timerCounter--) {
            HAL_TIM_PWM_SetPulse(&htim3, TIM_CHANNEL_1, timerCounter);
            HAL_Delay(1);
        }
    }
}

        当然，在实际使用时，还是需要进行驱动文件的封装和调用。