STM32使用HAL库输出连续可调的PWM信号

项目中要控制一个步进电机控制器，因为涉及到加减速过程，需要频率任意可变。

总体思路是先初始化PWM定时器输出，之后直接修改ARR和PSC寄存器。

初始化代码如下：

/*
*********************************************************************************************************
*	函 数 名: bsp_SetTIMOutPWM
*	功能说明: 设置引脚输出的PWM信号的频率和占空比.  当频率为0，并且占空为0时，关闭定时器，GPIO输出0；
*			  当频率为0，占空比为100%时，GPIO输出1.
*	形    参: GPIOx : GPIOA - GPIOK
*			  GPIO_Pin : GPIO_PIN_0 - GPIO__PIN_15
*			  TIMx : TIM1 - TIM17
*             _ucChannel：使用的定时器通道，范围1 - 4
*			  _ulFreq : PWM信号频率，单位Hz (实际测试，可以输出100MHz），0 表示禁止输出
*			  _ulDutyCycle : PWM信号占空比，单位: 万分之一。如5000，表示50.00%的占空比
*	返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_SetTIMOutPWM(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, TIM_TypeDef* TIMx, uint8_t _ucChannel,
	 uint32_t _ulFreq, uint32_t _ulDutyCycle)
{
	TIM_HandleTypeDef  TimHandle = {0};
	TIM_OC_InitTypeDef sConfig = {0};	
	uint16_t usPeriod;
	uint16_t usPrescaler;
	uint32_t pulse;
	uint32_t uiTIMxCLK;
	const uint16_t TimChannel[6+1] = {0, TIM_CHANNEL_1, TIM_CHANNEL_2, TIM_CHANNEL_3, TIM_CHANNEL_4};

	if (_ucChannel > 6)
	{
//		Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
	}
	
	if (_ulDutyCycle == 0)
	{		
		//bsp_RCC_TIM_Disable(TIMx);		/* 关闭TIM时钟, 可能影响其他通道 */		
		bsp_ConfigGpioOut(GPIOx, GPIO_Pin);	/* 配置GPIO为推挽输出 */				
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOx, GPIO_Pin, GPIO_PIN_RESET);	/* PWM = 0 */		
		return;
	}
	else if (_ulDutyCycle == 10000)
	{
		//bsp_RCC_TIM_Disable(TIMx);		/* 关闭TIM时钟, 可能影响其他通道 */
		bsp_ConfigGpioOut(GPIOx, GPIO_Pin);	/* 配置GPIO为推挽输出 */		
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOx, GPIO_Pin, GPIO_PIN_SET);	/* PWM = 1 */			
		return;
	}
	
	/* 下面是PWM输出 */
	
	bsp_ConfigTimGpio(GPIOx, GPIO_Pin, TIMx);	/* 使能GPIO和TIM时钟，并连接TIM通道到GPIO */
	
	/*-----------------------------------------------------------------------
		system_stm32f4xx.c 文件中 void SetSysClock(void) 函数对时钟的配置如下：

		HCLK = SYSCLK / 1     (AHB1Periph)
		PCLK2 = HCLK / 2      (APB2Periph)
		PCLK1 = HCLK / 4      (APB1Periph)

		因为APB1 prescaler != 1, 所以 APB1上的TIMxCLK = PCLK1 x 2 = SystemCoreClock / 2;
		因为APB2 prescaler != 1, 所以 APB2上的TIMxCLK = PCLK2 x 2 = SystemCoreClock;

		APB1 定时器有 TIM2, TIM3 ,TIM4, TIM5, TIM6, TIM7, TIM12, TIM13,TIM14
		APB2 定时器有 TIM1, TIM8 ,TIM9, TIM10, TIM11

	----------------------------------------------------------------------- */
	if ((TIMx == TIM1) || (TIMx == TIM8) || (TIMx == TIM9) || (TIMx == TIM10) || (TIMx == TIM11))
	{
		/* APB2 定时器时钟 = 168M */
		uiTIMxCLK = SystemCoreClock;
	}
	else	
	{
		/* APB1 定时器 = 84M */
		uiTIMxCLK = SystemCoreClock / 2;
	}

	if (_ulFreq < 100)
	{
		usPrescaler = 10000 - 1;					/* 分频比 = 10000 */
		usPeriod =  (uiTIMxCLK / 10000) / _ulFreq  - 1;		/* 自动重装的值 */
	}
	else if (_ulFreq < 3000)
	{
		usPrescaler = 100 - 1;					/* 分频比 = 100 */
		usPeriod =  (uiTIMxCLK / 100) / _ulFreq  - 1;		/* 自动重装的值 */
	}
	else	/* 大于4K的频率，无需分频 */
	{
		usPrescaler = 0;					/* 分频比 = 1 */
		usPeriod = uiTIMxCLK / _ulFreq - 1;	/* 自动重装的值 */
	}
	pulse = (_ulDutyCycle * usPeriod) / 10000;

	
	HAL_TIM_PWM_DeInit(&TimHandle);
    
	/*  PWM频率 = TIMxCLK / usPrescaler + 1）/usPeriod + 1）*/
	TimHandle.Instance = TIMx;
	TimHandle.Init.Prescaler         = usPrescaler;
	TimHandle.Init.Period            = usPeriod;
	TimHandle.Init.ClockDivision     = 0;
	TimHandle.Init.CounterMode       = TIM_COUNTERMODE_UP;
	TimHandle.Init.RepetitionCounter = 0;
	TimHandle.Init.AutoReloadPreload = 0;
	if (HAL_TIM_PWM_Init(&TimHandle) != HAL_OK)
	{
//		Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
	}

	/* 配置定时器PWM输出通道 */
	sConfig.OCMode       = TIM_OCMODE_PWM1;
	sConfig.OCPolarity   = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
	sConfig.OCFastMode   = TIM_OCFAST_DISABLE;
	sConfig.OCNPolarity  = TIM_OCNPOLARITY_HIGH;
	sConfig.OCNIdleState = TIM_OCNIDLESTATE_RESET;
	sConfig.OCIdleState  = TIM_OCIDLESTATE_RESET;

	/* 占空比 */
	sConfig.Pulse = pulse;
	if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&TimHandle, &sConfig, TimChannel[_ucChannel]) != HAL_OK)
	{
//		Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
	}
	
	/* 启动PWM输出 */
	if (HAL_TIM_PWM_Start(&TimHandle, TimChannel[_ucChannel]) != HAL_OK)
	{
//		Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
	}
}

更新频率的函数如下：

void bsp_ModifyTIMFreqOut(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, TIM_TypeDef* TIMx, uint8_t _ucChannel,
	 uint32_t _ulFreq)
{
	uint16_t usPeriod;
	uint16_t usPrescaler;
	uint32_t pulse;
	uint32_t uiTIMxCLK;
	const uint16_t TimChannel[6+1] = {0, TIM_CHANNEL_1, TIM_CHANNEL_2, TIM_CHANNEL_3, TIM_CHANNEL_4};

	if (_ucChannel > 6)
	{
//		Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
	}

	if ((TIMx == TIM1) || (TIMx == TIM8) || (TIMx == TIM9) || (TIMx == TIM10) || (TIMx == TIM11))
	{
		/* APB2 定时器时钟 = 168M */
		uiTIMxCLK = SystemCoreClock;
	}
	else	
	{
		/* APB1 定时器 = 84M */
		uiTIMxCLK = SystemCoreClock / 2;
	}

	_ulFreq = _ulFreq * 4;
	
	if (_ulFreq < 100)
	{
		usPrescaler = 10000 - 1;					/* 分频比 = 10000 */
		usPeriod =  (uiTIMxCLK / 10000) / _ulFreq  - 1;		/* 自动重装的值 */
	}
	else if (_ulFreq < 3000)
	{
		usPrescaler = 100 - 1;					/* 分频比 = 100 */
		usPeriod =  (uiTIMxCLK / 100) / _ulFreq  - 1;		/* 自动重装的值 */
	}
	else	/* 大于4K的频率，无需分频 */
	{
		usPrescaler = 0;					/* 分频比 = 1 */
		usPeriod = uiTIMxCLK / _ulFreq - 1;	/* 自动重装的值 */
	}
    
    TIM8->PSC = usPrescaler;
    TIM8->ARR = usPeriod; 
    TIM8->EGR = TIM_EGR_UG;         //修改之后要更新寄存器
    
}

这里注意几点：

1、预分频寄存器是否修改都可以，只影响一定的定时精度

2、修改之后一定要更新EGR寄存器，修改才会生效