脈沖寬度調(diào)制 （PWM） 是一種模擬調(diào)制技術(shù)，其中脈沖的持續(xù)時(shí)間或?qū)挾入S時(shí)間而變化。它是一種常用的技術(shù)，用于產(chǎn)生具有定義頻率和占空比的連續(xù)脈沖信號。簡而言之，PWM 就是在頻率保持不變的情況下改變脈沖的寬度。

　　使用 PWM 信號，您可以輕松控制伺服電機(jī)的速度或 LED 的亮度。由于通用微控制器只能在其輸出引腳上提供邏輯 1（高）或邏輯 0（低），因此它們無法提供變化的模擬電壓，除非它具有內(nèi)置的數(shù)模轉(zhuǎn)換器 （DAC）或外部連接。在這種情況下，可以對微控制器進(jìn)行編程以輸出具有不同占空比的脈寬調(diào)制 （PWM） ，然后可以將其轉(zhuǎn)換為不同的模擬電壓。

　　因此，在本教程中，我們將 LED 與通用 STM8S 微控制器連接，該微控制器使用微控制器生成的 PWM 信號進(jìn)行控制，我們將使用 STVD 和 Cosmic C 編譯器對微控制器進(jìn)行編程。在此之前，讓我們了解一些 PWM 信號的基礎(chǔ)知識(shí)。

　　了解 PWM 信號的基礎(chǔ)

　　您可能聽說過，PWM 代表脈沖寬度調(diào)制。它是一種模擬調(diào)制技術(shù)，用于大量不同的應(yīng)用和項(xiàng)目。PWM 信號的圖像如下所示。

　　您在上面看到的圖像是具有相同ON 時(shí)間和OFF 時(shí)間的通用方波。現(xiàn)在，假設(shè)方波的總周期為 1 秒，這意味著方波的開啟時(shí)間和方波的關(guān)閉時(shí)間也是 500 毫秒。因此，如果我們連接一個(gè) LED 并用這個(gè)方波給它加電，LED 將在半個(gè)周期內(nèi)亮起，在半個(gè)周期內(nèi)熄滅。看起來 LED 以一半的亮度發(fā)光。

　　在上圖中，您可以看到我們降低了占空比，如果我們考慮相同的 1S 周期，我們的 On-Time 為 250ms，OFF 時(shí)間為 750ms。現(xiàn)在，如果我們連接相同的 LED，我們會(huì)觀察到 LED 會(huì)因?yàn)檎伎毡冉档投兊酶怠?/p>

　　STM8S PWM 發(fā)生器電路：硬件設(shè)置和要求

　　由于我們使用 PWM 控制 LED，因此需要一個(gè) LED 與 STM8S 板連接。由于 STM8S 開發(fā)板上有 LED，因此我將使用它進(jìn)行演示。我們還需要STM8S開發(fā)板以及ST-LINK編程器。除此之外，我們需要一個(gè) 5V 電源為開發(fā)板供電，因?yàn)殚_發(fā)板有一個(gè)板載 micro USB 電纜，我們將使用它為開發(fā)板供電。

　　基于STM8S微控制器的LED調(diào)光器電路圖

　　為了對電路進(jìn)行編程，我們將ST-Link V2 編程器連接到 STM8S 開發(fā)板的 3.3V、SWIM 和接地引腳。STM8 微控制器最有趣的地方在于，它只需要一個(gè)SWIM 引腳即可對微控制器進(jìn)行編程。

　　正如您在上面的示意圖中看到的，測試 LED 連接到開發(fā)板上，并連接到板最左側(cè)的端口 1.4

　　ST Micro STM8S 微控制器上的 PWM 引腳

　　STM8S 有 20 個(gè)引腳，其中 8 個(gè)引腳可以配置為 PWM。下圖顯示了紅色方框中標(biāo)記的 PWM 引腳。這些引腳也是可用于其他功能的 GPIO 引腳。

　　正如我們在上圖中看到的，標(biāo)記的引腳可以生成 PWM 信號。所以我們將使用板上的其中一個(gè)來產(chǎn)生 PWM 信號。但是，啟用 PWM 會(huì)禁用其他功能，因此我們需要小心選擇將哪個(gè)引腳配置為 PWM。由于我們正在構(gòu)建此電路以進(jìn)行在線演示，因此我們將使用 PIN D4 生成 PWM 信號。

　　對 STM8s 微控制器進(jìn)行編程以生成 PWM 信號

　　如我們在STM8S 微控制器入門教程中討論的那樣，創(chuàng)建一個(gè)工作區(qū)和新項(xiàng)目。您可以添加所有頭文件和源文件，也可以僅添加 gpio、timer2、config 和 stm8s 文件。打開 main.c 文件并開始編寫程序。

　　確保您已包含如上圖所示的頭文件。打開?main.c?文件并啟動(dòng)代碼。完整的 main.c 代碼可以在此頁面底部找到，您還可以從那里下載項(xiàng)目文件。代碼解釋如下，如果您對編碼部分感到困惑，也可以參考?SPL 用戶手冊?或本頁底部鏈接的視頻。??

在我們開始編碼過程之前，您需要包含stm8s_gpio.c、stm8s_tim2.c ，并且在源文件夾和頭文件夾中您需要包含stm8s_gpio.h、stm8s_tim2。H。您可以從STM8S103F3P6 SPL GitHub Repository獲取這些頭文件。完成后，我們通過包含所有必需的庫開始我們的代碼，并定義所有必要的變量。對于這個(gè)實(shí)驗(yàn)代碼，我們只需要將 PWM 值保存在一個(gè)變量中，這就是我們包含一個(gè)名為pwm_duty 的變量的原因。

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#包括“STM8S.h”
有符號的 int pwm_duty = 0;

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一旦我們聲明了所有的庫和變量，我們需要構(gòu)建我們的延遲函數(shù)，因?yàn)?cosmic c 編譯器不提供任何預(yù)定義的延遲函數(shù)。我們將使用只需要一個(gè)時(shí)鐘周期的匯編指令NOP 。而且由于微控制器的內(nèi)核以 2MHz 運(yùn)行，我們可以很容易地推測延遲。出于這個(gè)原因，我們將延遲與兩個(gè) for 循環(huán)結(jié)合起來。這是對 cosmic C 編譯器進(jìn)行延遲的最簡單、最準(zhǔn)確的方法。

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void delay_ms (int ms) //函數(shù)定義
{
            for (int i=0; i<=ms; i++)
                        for (int j=0; j<120; j++) // Nop = Fosc/4
                                    _asm("nop"); //執(zhí)行無操作 //匯編代碼
}

?

接下來，我們將研究我們的主循環(huán)。對于本節(jié)，我們需要查看SPL 用戶手冊。我們通過取消初始化 GPIO 引腳和 Timer2 來啟動(dòng)主函數(shù)。如果 GPIO 或 Timer 之前已用于其他應(yīng)用程序，則應(yīng)在使用它們之前對其進(jìn)行初始化。這不是強(qiáng)制性的，但這是一個(gè)很好的做法。

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GPIO_DeInit(GPIOD);
TIM2_DeInit();

?

接下來，我們必須將引腳聲明為輸出，借助TIM2_OC1Init()函數(shù)設(shè)置 Timer2，并在定時(shí)器中使用預(yù)分頻器來實(shí)現(xiàn) 4KHz 的 PWM 頻率。我們是在TIM2_TimeBaseInit()函數(shù)的幫助下完成的。完成后，我們在TIM2_Cmd(ENABLE)函數(shù)的幫助下啟用定時(shí)器。對于這個(gè)項(xiàng)目，我們決定在板上使用 PIN D4，這是一個(gè)支持 PWM 的 PIN。

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GPIO_DeInit(GPIOD);
TIM2_DeInit();          
GPIO_Init(GPIOD,GPIO_PIN_4,GPIO_MODE_OUT_PP_HIGH_FAST);           
TIM2_OC1Init(TIM2_OCMODE_PWM1, TIM2_OUTPUTSTATE_ENABLE, 1000,
                   TIM2_OCPOLARITY_HIGH);           
TIM2_TimeBaseInit(TIM2_PRESCALER_1, 500);
TIM2_Cmd（啟用）；

?

接下來，我們有我們的無限循環(huán)。在無限循環(huán)中，我們設(shè)置了 for 循環(huán)，并啟用了捕獲和比較語句，這將使我們能夠設(shè)置 PWM 通道。

?

  而（真）{                   
    對于（pwm_duty = 0；pwm_duty < 1000；pwm_duty += 2）{
      TIM2_SetCompare1(pwm_duty);
      延遲毫秒（10）；
                        }                      
    對于（pwm_duty = 1000；pwm_duty > 0；pwm_duty -= 2）{
      TIM2_SetCompare1(pwm_duty);
      延遲毫秒（10）；
    }
  }

?

上面的代碼負(fù)責(zé)產(chǎn)生 PWM 信號，因?yàn)樵诘谝粋€(gè) for 循環(huán)中 PWM 信號會(huì)從高電平變?yōu)榈碗娖剑驗(yàn)橄乱粋€(gè) for 循環(huán)，PWM 信號會(huì)從低電平變?yōu)楦唠娖讲⒗^續(xù)循環(huán)。

　　使用 STM8S 生成 PWM 信號

　　編譯代碼并上傳到你的STM8S開發(fā)板。如果您遇到任何編譯錯(cuò)誤，請確保您已添加所有頭文件和源文件，如前所述。上傳代碼后，您應(yīng)該會(huì)看到引腳 D4 上連接的 LED 的亮度會(huì)發(fā)生變化。

#包括“STM8S.h”

有符號的 int pwm_duty = 0;

void delay_ms (int ms) //函數(shù)定義

{

for (int i=0; i<=ms; i++)

for (int j=0; j<120; j++) // Nop = Fosc/4

_asm("nop"); //執(zhí)行無操作 //匯編代碼

}

無效主要（無效）

{

GPIO_DeInit(GPIOD);

TIM2_DeInit();

GPIO_Init(GPIOD,GPIO_PIN_4,GPIO_MODE_OUT_PP_HIGH_FAST);

TIM2_OC1Init(TIM2_OCMODE_PWM1, TIM2_OUTPUTSTATE_ENABLE, 1000,

TIM2_OCPOLARITY_HIGH);

TIM2_TimeBaseInit(TIM2_PRESCALER_1, 500);

TIM2_Cmd（啟用）；

而（真）{

for(pwm_duty = 0; pwm_duty < 1000; pwm_duty += 2){ // 循環(huán)

TIM2_SetCompare1(pwm_duty); //設(shè)置Timer2的捕獲比較

延遲毫秒（10）；//延遲10ms

}

對于（pwm_duty = 1000；pwm_duty > 0；pwm_duty -= 2）{

TIM2_SetCompare1(pwm_duty);

延遲毫秒（10）；

}

}

}