stm32hal库利用pwm波合成正弦波

### 使用STM32 HAL库生成PWM正弦波的方法 通过STM32 HAL库生成PWM正弦波，需要结合定时器中断或DMA更新占空比，并添加低通滤波器来平滑输出信号。以下是详细的实现方法和示例代码： #### 1. 配置定时器 配置一个定时器（如TIM3），设置其参数以满足PWM频率和分辨率的需求。定时器的自动重装载值（ARR）决定PWM的周期，而捕获/比较寄存器（CCR）值决定占空比。 #### 2. 创建正弦波表 创建一个包含正弦波采样点的数组，用于动态更新PWM的占空比。例如，可以使用以下公式生成正弦波表： ```c #define SIN_SAMPLES 100 // 正弦波采样点数 uint16_t pwm_table[SIN_SAMPLES]; for (int i = 0; i < SIN_SAMPLES; i++) { pwm_table[i] = (uint16_t)(50 + 50 * sin(2 * M_PI * i / SIN_SAMPLES)); } ``` 上述代码生成了一个范围在0到100之间的正弦波表[^4]。 #### 3. 定时器中断更新占空比 在定时器的周期中断中，依次从正弦波表中读取值并更新PWM的占空比。以下是定时器中断回调函数的示例代码： ```c static uint8_t idx = 0; void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) { if (htim->Instance == TIM3) { // 确保是TIM3的中断 __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_1, pwm_table[idx]); // 更新CCR值 idx = (idx + 1) % SIN_SAMPLES; // 循环索引 } } ``` #### 4. 主函数初始化 在主函数中初始化定时器、GPIO以及启动PWM输出： ```c int main(void) { HAL_Init(); SystemClock_Config(); MX_GPIO_Init(); MX_TIM3_Init(); // 初始化TIM3 HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_1); // 启动PWM通道1 while (1) { // 主循环可以用于其他任务 } } ``` #### 5. 添加低通滤波器 为了将PWM信号转换为模拟正弦波，需要在PWM输出端口连接一个低通滤波器。低通滤波器可以通过电阻和电容组成，其截止频率应低于PWM频率的一半[^4]。 --- ### 示例代码完整版 以下是完整的代码示例，展示了如何使用STM32 HAL库生成PWM正弦波： ```c #include "stm32f1xx_hal.h" #define SIN_SAMPLES 100 // 正弦波采样点数 uint16_t pwm_table[SIN_SAMPLES]; // 正弦波表 static uint8_t idx = 0; // 初始化正弦波表 void init_sine_table(void) { for (int i = 0; i < SIN_SAMPLES; i++) { pwm_table[i] = (uint16_t)(50 + 50 * sin(2 * M_PI * i / SIN_SAMPLES)); } } // 定时器中断回调函数 void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) { if (htim->Instance == TIM3) { // 确保是TIM3的中断 __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_1, pwm_table[idx]); // 更新CCR值 idx = (idx + 1) % SIN_SAMPLES; // 循环索引 } } int main(void) { HAL_Init(); SystemClock_Config(); MX_GPIO_Init(); MX_TIM3_Init(); // 初始化TIM3 init_sine_table(); // 初始化正弦波表 HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_1); // 启动PWM通道1 while (1) { // 主循环可以用于其他任务 } } ``` --- ### 注意事项 - 确保定时器的PWM频率足够高，以便低通滤波器能够平滑输出信号。 - 根据实际需求调整正弦波表的采样点数和幅度范围。 - 如果需要更高的精度，可以使用DMA代替中断来更新CCR值。 ---