小熊派gd32f303学习之旅（7）—使用PWM实现LED呼吸灯

一、前言

通过查看gd32f30x的参考手册，可以知道gd32f303的通用定时器和高级定时器可以硬件生成PWM波，然后我们查看gd32f303xx的数据手册，可以看到，小熊派上连接LED的引脚PB0在定时器2的通道2上，这样我们就可以使用其PWM功能产生呼吸灯的效果。

二、初始化定时器

首先，编写定时器2的初始化函数，将其通道2设置为PWM模式0

/* 通用定时器2初始化PWM函数* 参数：  psr:时钟预分频系数，预分频值=psr+1arr:自动重装载值，计数次数=arr+1* 返回值：无   */
void timer2_pwm_init(uint32_t psr, uint32_t arr, uint32_t duty)
{/* 定义一个定时器初始化结构体 */timer_parameter_struct timer_init_struct;/* 定义一个定时器输出比较参数结构体*/timer_oc_parameter_struct timer_oc_init_struct;/* 开启定时器时钟 */rcu_periph_clock_enable(RCU_TIMER2);/* 开启GPIOB时钟 */rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOB);/* 开启复用功能时钟 */rcu_periph_clock_enable(RCU_AF);/* 初始化PB0(TIMER2 CH2)为复用功能 */gpio_init(GPIOB,GPIO_MODE_AF_PP,GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_0);/* 初始化定时器 */timer_deinit(TIMER2);timer_init_struct.prescaler           = psr; /* 预分频系数 */timer_init_struct.period         = arr; /* 自动重装载值 */timer_init_struct.alignedmode       = TIMER_COUNTER_EDGE;  /* 计数器对齐模式，边沿对齐 */timer_init_struct.counterdirection = TIMER_COUNTER_UP;        /* 计数器计数方向，向上 */timer_init_struct.clockdivision      = TIMER_CKDIV_DIV1;        /* DTS时间分频值  */timer_init_struct.repetitioncounter = 0;                    /* 重复计数器的值（定时器2无效）*/timer_init(TIMER2, &timer_init_struct);/* PWM初始化 */timer_oc_init_struct.outputstate  = TIMER_CCX_ENABLE;     /* 通道使能 */timer_oc_init_struct.outputnstate = TIMER_CCXN_DISABLE;      /* 通道互补输出使能（定时器2无效） */timer_oc_init_struct.ocpolarity   = TIMER_OC_POLARITY_HIGH;    /* 通道极性 */timer_oc_init_struct.ocnpolarity  = TIMER_OCN_POLARITY_HIGH;/* 互补通道极性（定时器2无效）*/timer_oc_init_struct.ocidlestate  = TIMER_OC_IDLE_STATE_LOW;/* 通道空闲状态输出（定时器2无效）*/timer_oc_init_struct.ocnidlestate = TIMER_OCN_IDLE_STATE_LOW;/*互补通道空闲状态输出（定时器2无效） */timer_channel_output_config(TIMER2, TIMER_CH_2, &timer_oc_init_struct);/* 通道2占空比设置 */timer_channel_output_pulse_value_config(TIMER2, TIMER_CH_2, duty);/* PWM模式0 */timer_channel_output_mode_config(TIMER2,TIMER_CH_2,TIMER_OC_MODE_PWM0);/* 不使用输出比较影子寄存器 */timer_channel_output_shadow_config(TIMER2,TIMER_CH_2,TIMER_OC_SHADOW_DISABLE);   /* 自动重装载影子比较器使能 */timer_auto_reload_shadow_enable(TIMER2);  /* 使能Timer2 */timer_enable(TIMER2);
}

三、编写mian函数

接下来编写main函数，使其实现呼吸灯的功能。如下所示，将PWM波的周期设置为1ms，可改变的占空比步长为1us，每隔3ms改变一次LED亮度，使其呈现0-500-0的循环，另外，在LED熄灭时等待300ms，可以得到更好的呼吸灯效果。

int main(void)
{uint8_t dir = 0;uint32_t pwmval = 300;/* 配置系统时钟 */systick_config();/* 初始化LED */// led_init();/* 初始化USART0 */uart0_init(115200);/* 初始化定时器5 */timer2_pwm_init(120-1, 1000-1, 300);/* 通过串口打印 Hello world! */u1_printf("Hello world! ");u1_printf("I am William. \r\n");TIMER_CH2CV(TIMER2) =  pwmval;while(1){if(dir) pwmval++;              // dir==1  pwmval递增else pwmval--;                 // dir==0  pwmval递减if( pwmval>500 ) dir=0;            // pwmval到达500后，方向为递减if( pwmval==0 ) dir=1;           // pwmval递减到0后，方向改为递增TIMER_CH2CV(TIMER2) =  pwmval;     // 修改比较值，修改占空比if( pwmval==0 ) delay_1ms(300);delay_1ms(3);}
}

四、功能验证

编译链接烧录到小熊派开发板，然后观察LED的情况，可以看到呼吸灯的效果

五、代码优化

现在，我们使用的是在while循环中完成的呼吸灯效果，但是这样，就很难让CPU去做其他的事了，所以，结合之前的定时器中断，将PWM波形的改变放到定时器中断中去。
首先，初始化定时器5为3ms产生中断

 /* 初始化定时器5,3ms */timer5_init(1200-1, 300-1);

然后修改定时器5 的中断服务函数如下

/* TIMER5 中断服务函数* 参数：无* 返回值：无  */
void TIMER5_IRQHandler(void)
{static uint8_t led_flag = 1, dir = 0;;static uint32_t pwmval = 300;if(timer_interrupt_flag_get(TIMER5, TIMER_INT_FLAG_UP)){/* 清除TIMER5 中断标志位 */timer_interrupt_flag_clear(TIMER5, TIMER_INT_FLAG_UP);if(led_flag == 1){if(dir) pwmval++;                /* dir==1  pwmval递增               */else pwmval--;                    /* dir==0  pwmval递减               */if( pwmval>500 ) dir=0;           /* pwmval到达500后，方向为递减        */if( pwmval==0 ) dir=1;         /* pwmval递减到0后，方向改为递增    */TIMER_CH2CV(TIMER2) =  pwmval;   /* 修改比较值，修改占空比           */if( pwmval==0 ){led_flag = 0;timer_counter_value_config(TIMER5, 30000-1);  /* 设置为300ms */}}else{led_flag = 1;timer_counter_value_config(TIMER5, 300-1);   /* 设置为3ms */}}
}

编译链接烧录到小熊派开发板，然后观察LED的情况，可以得到一样的效果

六、附录

完整代码我存放在码云，可以查看：https://gitee.com/william_william/BearPi-GD32F303RGT6.git
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