1.認(rèn)識(shí)PWM

PWM（Pulse Width Modulation脈寬調(diào)制）是利用微處理器的數(shù)字輸出來對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)。PWM是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。通過高分辨率計(jì)數(shù)器的使用，方波占空比被調(diào)制用來對(duì)一個(gè)具體模擬信號(hào)的電平進(jìn)行編碼。PWM信號(hào)任然是數(shù)字的，因?yàn)樵诮o定的任何時(shí)刻，滿幅值的直流供電要么完全有，要么完全無。比如我們的電壓輸出是5v的，那么經(jīng)過改變PWM的占空比，可以達(dá)到在一定時(shí)間內(nèi)輸出3.3V或者1.3V的效果

2.CW32 PWM介紹

普通的IO控制雖然能讓電機(jī)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)但是電機(jī)只能在一個(gè)固定的速度下實(shí)現(xiàn)，我們沒法改變電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度，那在實(shí)際使用中是非常不方便的，所以本項(xiàng)目的目的為實(shí)現(xiàn)開發(fā)板上電機(jī)調(diào)速。

想要實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速其實(shí)非常簡單，根據(jù)前文芯片手冊(cè)可知，控制引腳置一個(gè)置高電平一個(gè)置低電平電機(jī)即可動(dòng)起來，兩個(gè)都置低電平或高電平就會(huì)停止，那我們只需要改變高電平持續(xù)時(shí)間不就可以實(shí)現(xiàn)調(diào)速了嗎。想要改變高電平持續(xù)時(shí)間，我們可以使用 CW32內(nèi)部的硬件資源PWM。

PWM功能是在定時(shí)器的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，但不是所有的定時(shí)器都支持PWM輸出功能。從用戶手冊(cè)上可以了解到，高級(jí)定時(shí)器擁有4個(gè)PWM通道，通用定時(shí)器擁有4個(gè)PWM通道，通用定時(shí)器擁有PWM通道。每一個(gè)PWM通道都對(duì)應(yīng)單片機(jī)的一個(gè)管腳，這個(gè)引腳不是唯一固定的，可能有一個(gè)或者兩個(gè)管腳都對(duì)應(yīng)同一個(gè)通道，我們?cè)谑褂玫臅r(shí)候可以任選其一進(jìn)行配置。

根據(jù)開發(fā)板原理圖可知，在開發(fā)板上左右兩個(gè)電機(jī)分別接到了兩塊RZ7899上，左電機(jī)為PB3和PB4，右電機(jī)為PB1和PB5。再翻閱CW32數(shù)據(jù)手冊(cè)可知

PB4和PB5復(fù)用功能可以使用通用定時(shí)器輸出比較的一通道和二通道，我們配置一下即可。

3.PWM基本參數(shù)

PWM是脈沖寬度調(diào)制，具有兩個(gè)非常重要的參數(shù)：頻率和占空比。

• 頻率：PWM的頻率是整個(gè)周期的倒數(shù)。
• 占空比：占空比是指一個(gè)周期內(nèi)高電平所占的比例。

4.控制方法

采樣控制理論中有一個(gè)重要結(jié)論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其效果基本相同。PWM控制技術(shù)就是以該結(jié)論為理論基礎(chǔ)，對(duì)半導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷進(jìn)行控制，使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖，用這些脈沖來代替正弦波或其他所需要的波形。按一定的規(guī)則對(duì)各脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，即可改變逆變電路輸出電壓的大小，也可改變輸出頻率。

5.基本原理

控制方式就是對(duì)逆變電路開關(guān)器件的通斷進(jìn)行控制，使輸出端得到一系列幅值相等但寬度不一致的脈沖，用這些脈沖來代替正弦波或所需要的波形。也就是在輸出波形的半個(gè)周期中產(chǎn)生多個(gè)脈沖，使個(gè)脈沖的等值電壓為正弦波形，所獲得的輸出平滑且低次諧波少。按一定的規(guī)則對(duì)各脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，即可改變逆變電路輸出電壓的大小，也可改變輸出頻率。

6.PWM優(yōu)點(diǎn)

PWM的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是從處理器到被控制系統(tǒng)信號(hào)都是數(shù)字形式，無需進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。讓信號(hào)保持為數(shù)字形式可將噪聲影響降到最小。噪聲只有在強(qiáng)到足以將邏輯1改變?yōu)檫壿?或?qū)⑦壿?改變?yōu)檫壿?時(shí)，才能對(duì)數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生影響。對(duì)噪聲抵抗能力的增強(qiáng)是PWM相對(duì)于模擬控制的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，而且這也是在某些時(shí)候?qū)WM用于通信的主要原因。

7.配置流程

一般使用定時(shí)器PWM功能，都需要有以下幾個(gè)步驟。

• 使能時(shí)鐘
• 配置GPIO
• 配置定時(shí)器
• 配置PWM
• 使能TIMER
• 調(diào)整定時(shí)器輸出通道占空比

8.配置GPIO

前面介紹過PWM輸出是依賴于定時(shí)器的，所以要對(duì)定時(shí)器進(jìn)行配置，但是我們不使用定時(shí)器的中斷功能，顧不用對(duì)定時(shí)器的中斷進(jìn)行配置。

又因?yàn)槲覀兪褂玫腜B4是GTIM1的通道1，PB5是GTIM1的通道2，所以我們要配置PB0的GPIO參數(shù)。

首先是GPIO的參數(shù)結(jié)構(gòu)體：

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;  // GPIO初始化結(jié)構(gòu)體

然后是GPIO配置參數(shù)：

 GPIO_Initstructure.IT=GPIO_IT_NONE;
        GPIO_Initstructure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;//推挽輸出
        GPIO_Initstructure.Pins=GPIO_PIN_4 | GPIO_PIN_5;//引腳配置
        GPIO_Initstructure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;
        GPIO_Init(CW_GPIOB,&GPIO_Initstructure);

使用復(fù)用功能，將PB5復(fù)用為GTIM1通道2的通道，將PB4復(fù)用為GTIM1通道1的通道：

 PB04_AFx_GTIM1CH1();//配置PB4復(fù)用功能為通用定時(shí)器一的一通道
        PB05_AFx_GTIM1CH2();//配置PB5復(fù)用功能為通用定時(shí)器一的二通道

9.配置定時(shí)器

要使用定時(shí)器參數(shù)配置有一個(gè)結(jié)構(gòu)體，如圖所示。

參數(shù)說明

1. uint32_t Mode: 這個(gè)字段用于指定GTIM的工作模式。
   1. GTIM_MODE_TIME：基本定時(shí)器模式。
   2. GTIM_MODE_COUNTER：計(jì)數(shù)器模式。
   3. GTIM_MODE_TRIGGER：觸發(fā)模式，可能指定時(shí)器被用作觸發(fā)源或響應(yīng)于某個(gè)外部觸發(fā)信號(hào)開始/停止計(jì)數(shù)。
   4. GTIM_MODE_GATE：門控模式，意味著定時(shí)器的計(jì)數(shù)操作受一個(gè)外部信號(hào)的控制，即只有當(dāng)這個(gè)控制信號(hào)有效時(shí)，定時(shí)器才開始或繼續(xù)計(jì)數(shù)。
2. uint32_t OneShotMode: 此字段決定定時(shí)器是工作在單次計(jì)數(shù)模式還是一直循環(huán)計(jì)數(shù)（連續(xù)計(jì)數(shù)）模式。如果設(shè)置為單次模式，定時(shí)器在達(dá)到重載值后會(huì)停止計(jì)數(shù)，直到復(fù)位或重新配置；如果是連續(xù)計(jì)數(shù)模式，則會(huì)在達(dá)到重載值后自動(dòng)重置并繼續(xù)計(jì)數(shù)。
3. FunctionalState ToggleOutState: 這個(gè)字段用于控制定時(shí)器的輸出翻轉(zhuǎn)功能是否使能。FunctionalState是一個(gè)類型定義，通常有兩個(gè)的值：ENABLE和DISABLE，分別表示啟用或禁用定時(shí)器的輸出引腳翻轉(zhuǎn)功能。當(dāng)定時(shí)器計(jì)數(shù)達(dá)到特定條件時(shí)，其關(guān)聯(lián)的輸出引腳電平會(huì)翻轉(zhuǎn)。
4. uint32_t Prescaler: 預(yù)分頻器的設(shè)置值。預(yù)分頻器用于降低提供給定時(shí)器時(shí)鐘的頻率，使得計(jì)數(shù)速度變慢，從而實(shí)現(xiàn)更寬范圍的計(jì)時(shí)能力。
5. uint32_t ReloadValue: 重載值，也稱為自動(dòng)裝載寄存器值。當(dāng)計(jì)數(shù)值達(dá)到此值時(shí)，定時(shí)器會(huì)產(chǎn)生一個(gè)更新事件（如中斷或DMA請(qǐng)求），并且計(jì)數(shù)器會(huì)根據(jù)OneShotMode的設(shè)置重置或繼續(xù)計(jì)數(shù)。這個(gè)值決定了定時(shí)器溢出的周期，是定時(shí)操作的核心配置之一。
   

結(jié)構(gòu)體定義：

GTIM_InitTypeDef GTIM_InitStruct;  // 通用定時(shí)器初始化結(jié)構(gòu)體

相關(guān)配置如下：

GTIM_InitStruct.Mode = GTIM_MODE_TIME;               // 定時(shí)器模式
GTIM_InitStruct.OneShotMode = GTIM_COUNT_CONTINUE;   // 連續(xù)計(jì)數(shù)模式
GTIM_InitStruct.Prescaler = GTIM_PRESCALER_DIV1024;    // DCLK = PCLK / 64 = 64MHz/64 = 1MHz
GTIM_InitStruct.ReloadValue = 1000;                  // 重裝載值設(shè)置
GTIM_InitStruct.ToggleOutState = DISABLE;            // 輸出翻轉(zhuǎn)功能

初始化配置：

GTIM_TimeBaseInit(CW_GTIM1, >IM_InitStruct);        // 初始化

10.配置PWM

配置好GTIMER1參數(shù)之后，需要配置PWM輸出。

GTIM_OCInit(CW_GTIM1,GTIM_CHANNEL1,GTIM_OC_OUTPUT_PWM_HIGH);//輸出比較通道初始化
GTIM_OCInit(CW_GTIM1,GTIM_CHANNEL2,GTIM_OC_OUTPUT_PWM_HIGH);

11.使能TIMER

我們使用函數(shù)TIM_Cmd初始化函數(shù)：

GTIM_Cmd(CW_GTIM1, ENABLE);  // 使能定時(shí)器

12.調(diào)整定時(shí)器輸出通道占空比

void GTIM_SetCompare1(GTIM_TypeDef *GTIMx, uint32_t Value)

該函數(shù)GTIM_SetCompare3用于設(shè)置通用定時(shí)器（GTIM）的第3個(gè)通道（Channel 3）的比較值（Compare Value）

• GTIMx: 指向通用定時(shí)器的類型定義指針。這是一個(gè)重要的參數(shù)，用來指定要操作的具體定時(shí)器實(shí)例（例如 TIM1、TIM2 等）。使用前需要確保指針非空且指向有效的定時(shí)器。
• Value: 要設(shè)置的比較值，類型為無符號(hào)32位整數(shù)。這個(gè)值決定了定時(shí)器計(jì)數(shù)器何時(shí)與之“比較”，進(jìn)而可能觸發(fā)輸出狀態(tài)的改變（比如在PWM模式下改變占空比）

函數(shù)沒有返回值（@retval None）。

注意：每個(gè)通道有不同的函數(shù)。通道2是GTIM_SetCompare2，通道3是GTIM_SetCompare3，如此以此類推。。。。

在PWM（脈沖寬度調(diào)制）應(yīng)用中，可以通過改變CCR3的值來調(diào)整PWM信號(hào)的占空比。例如，增加CCR3的值會(huì)增加PWM高電平的持續(xù)時(shí)間，從而增加占空比。

13.軟件編寫

修改代碼如下：

void Motor_Init(void)
{
        RCC_AHBPeriphClk_Enable(RCC_AHB_PERIPH_GPIOB,ENABLE);//開啟GPIOB時(shí)鐘
        RCC_APBPeriphClk_Enable1(RCC_APB1_PERIPH_GTIM1,ENABLE);//開啟通用定時(shí)器一時(shí)鐘

        PB04_AFx_GTIM1CH1();//配置PB4復(fù)用功能為通用定時(shí)器一的一通道
        PB05_AFx_GTIM1CH2();//配置PB5復(fù)用功能為通用定時(shí)器一的二通道

        GPIO_InitTypeDef GPIO_Initstructure;
        GPIO_Initstructure.IT=GPIO_IT_NONE;
        GPIO_Initstructure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
        GPIO_Initstructure.Pins=GPIO_PIN_4 | GPIO_PIN_5 | GPIO_PIN_3 | GPIO_PIN_1;
        GPIO_Initstructure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;
        GPIO_Init(CW_GPIOB,&GPIO_Initstructure);

        GTIM_InitTypeDef GTIM_Initstructure;
        GTIM_Initstructure.Mode=GTIM_MODE_TIME;//定時(shí)器模式
        GTIM_Initstructure.OneShotMode=GTIM_COUNT_CONTINUE;//連續(xù)計(jì)數(shù)
        GTIM_Initstructure.Prescaler=GTIM_PRESCALER_DIV1024;//配置預(yù)分頻器
        GTIM_Initstructure.ReloadValue=1000;//自動(dòng)重裝載值
        GTIM_Initstructure.ToggleOutState=DISABLE;//關(guān)閉輸出反轉(zhuǎn)
        GTIM_TimeBaseInit(CW_GTIM1,>IM_Initstructure);

        GTIM_OCInit(CW_GTIM1,GTIM_CHANNEL1,GTIM_OC_OUTPUT_PWM_HIGH);//輸出比較通道初始化
        GTIM_OCInit(CW_GTIM1,GTIM_CHANNEL2,GTIM_OC_OUTPUT_PWM_HIGH);

        CW_GTIM1->CCR1=0;//初始化ccr
        CW_GTIM1->CCR2=0;

        GTIM_ITConfig(CW_GTIM1,GTIM_IT_OV,ENABLE);
        GTIM_Cmd(CW_GTIM1,ENABLE);
}

配置輸出通道

/**************************
通道一輸出配置
形參：占空比，最大1000
**************************/
void GTIM1_SetCompare1(uint16_t value)//通道一輸出配置
{
        GTIM_SetCompare1(CW_GTIM1,value);
}
/**************************
通道二輸出配置
形參：占空比，最大1000
**************************/
void GTIM1_SetCompare2(uint16_t value)//通道二輸出配置
{
        GTIM_SetCompare2(CW_GTIM1,value);
}

電機(jī)正反轉(zhuǎn)

/**************************
//左電機(jī)正轉(zhuǎn)
形參：占空比，最大1000
**************************/
void Motor_Left_Run(uint16_t value)//左電機(jī)正轉(zhuǎn)
{
        GTIM1_SetCompare1(value);
        PB03_SETHIGH();
} 
/**************************
//右電機(jī)正轉(zhuǎn)
形參：占空比，最大1000
**************************/
void Motor_Right_Retreat(uint16_t value)//右電機(jī)反轉(zhuǎn)
{
        value=1000-value;
        GTIM1_SetCompare2(value);
        PB12_SETLOW();
}
/**************************
左電機(jī)反轉(zhuǎn)
形參：占空比，最大1000
**************************/
void Motor_Left_Retreat(uint16_t value)//左電機(jī)反轉(zhuǎn)
{
        value=1000-value;
        GTIM1_SetCompare1(value);
        PB03_SETLOW();
}
/**************************
右電機(jī)正轉(zhuǎn)
形參：占空比，最大1000
**************************/
void Motor_Right_Run(uint16_t value)//右電機(jī)正轉(zhuǎn)
{
        GTIM1_SetCompare2(value);
        PB12_SETHIGH();
}
void Car_Run(uint16_t value)//小車前進(jìn)
{
        Motor_Left_Run(value);
        Motor_Right_Run(value);
}
void Car_Left(uint16_t value)//左轉(zhuǎn)
{
        Motor_Left_Retreat(value);
        Motor_Right_Run(value);
}
void Car_Right(uint16_t value)//右轉(zhuǎn)
{
        Motor_Left_Run(value);
        Motor_Right_Retreat(value);
}
void Car_Retreat(uint16_t value)//后退
{
        Motor_Left_Retreat(value);
        Motor_Right_Retreat(value);
}
void Car_Stop(void)//停止
{
        Motor_Left_Run(0);
        Motor_Right_Run(0);
}

在主函數(shù)中編寫以下代碼

int16_t keynum,speed;
int main(void)
{
        OLED_Init();//初始化
        LED_Init();//LED初始化
        Key_Init();//按鍵初始化
        Motor_Init();//初始化電機(jī)
        while(1)
        {
                keynum=Key();//獲取鍵碼，
                if(keynum==1){speed+=100;if(speed>1000){speed=1000;}}
                if(keynum==2){speed-=100;if(speed

14.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

將本次實(shí)驗(yàn)代碼燒錄進(jìn)開發(fā)板之后，我們可以觀察到以下現(xiàn)象：

• 按下按鍵一，電機(jī)速度將會(huì)以10%的速度遞增
• 按下按鍵二，電機(jī)速度將會(huì)以10%的速度遞減
• 屏幕顯示當(dāng)前占空比