在上一篇文章中，我们了解了有关使用STM32进行ADC转换的信息。在本教程中，我们将学习STM32中的PWM（脉冲宽度调制），以及如何使用PWM技术控制LED的亮度或DC风扇的速度。
我们知道信号有两种类型：模拟和数字。模拟信号的电压为（3V，1V等），数字信号的电压为（1'和0'）。传感器的输出为模拟信号，并且由于微控制器仅了解数字，因此使用ADC将这些模拟信号转换为数字。处理完这些ADC值之后，再次需要将输出转换为模拟形式以驱动模拟设备。为此，我们使用某些方法，例如PWM，数模（DAC）转换器等。
什么是PWM（带调制脉冲）？
PWM是一种使用数字值控制模拟设备的方法，例如控制电动机的速度，LED的亮度等。我们知道电动机和LED都可处理模拟信号。但是PWM不提供纯模拟输出，PWM看起来像是由短脉冲产生的模拟信号，由占空比提供。
PWM的占空比
PWM信号保持高电平（导通时间）的时间百分比称为占空比。如果信号始终为ON，则占空比为100％；如果信号始终为OFF，则占空比为0％。
占空比=打开时间/（打开时间+关闭时间）
STM32中的PWM
STM32F103C8具有15个PWM引脚和10个ADC引脚。有7个定时器，每个PWM输出由连接到4个定时器的通道提供。它具有16位PWM分辨率（2 16），即计数器和变量可以高达65535。在72MHz时钟速率下，PWM输出的最大周期约为1毫秒。
- 因此65535的值可提供LED的全亮度和DC风扇的全速（100％占空比）
- 同样，值32767可提供LED的一半亮度和DC风扇的一半速度（占空比为50％）
- 值13107可提供（20％）亮度和（20％）速度（20％占空比）
在本教程中，我们将使用电位计和STM32通过PWM技术改变LED的亮度和直流风扇的速度。16x2 LCD用于显示ADC值（0-4095）和输出的修改变量（PWM值）（0-65535）。
以下是其他微控制器的一些PWM示例：
- 使用带有MPLAB和XC8的PIC单片机生成PWM
- Raspberry Pi伺服电机控制
- 使用PWM的基于Arduino的LED调光器
- 使用MSP430G2的脉冲宽度调制（PWM）
在此处检查所有与PWM相关的项目。
所需组件
- STM32F103C8
- 直流风扇
- ULN2003电机驱动器IC
- LED（红色）
- 液晶屏（16x2）
- 电位器
- 面包板
- 电池9V
- 跳线
直流风扇：这里使用的直流风扇是旧PC上的BLDC风扇。它需要外部电源，因此我们使用的是9V直流电池。
ULN2003电动机驱动器IC：由于电动机是单向的，因此也用于向一个方向驱动电动机，并且风扇需要外部电源。在此处了解有关基于ULN2003的电机驱动器电路的更多信息。下面是ULN2003的图片图：
引脚（IN1至IN7）为输入引脚，引脚（OUT 1至OUT 7）为对应的输出引脚。为COM提供输出设备所需的正电源电压。
LED：使用红色的led发出红色光。可以使用任何颜色。
电位器：使用两个电位器，一个用于分压器，用于ADC的模拟输入，另一个用于控制led的亮度。
STM32的引脚详细信息
如我们所见，PWM引脚以波形格式（〜）表示，共有15个此类引脚，ADC引脚以绿色表示，那里有10个ADC引脚用于模拟输入。
电路图和连接
STM32与各种组件的连接说明如下：
带有模拟输入（ADC）的STM32
电路左侧的电位计用作稳压器，可调节来自3.3V引脚的电压。电位计的输出，即电位计的中心引脚连接到STM32的ADC引脚（PA4）。
带LED的STM32
STM32 PWM输出引脚（PA9）通过串联电阻和电容器连接到LED的正极。
带电阻和电容的LED
串联的电阻器和并联的电容器与LED相连，可从PWM输出生成正确的模拟波，因为模拟输出并非直接由PWM引脚生成时纯。
带有ULN2003的STM32和带有风扇的ULN2003
STM32 PWM输出引脚（PA8）连接到ULN2003 IC的输入引脚（IN1），而ULN2003的相应输出引脚（OUT1）连接到DC FAN的负极线。
DC风扇的正极连接到ULN2003 IC的COM引脚，外部电池（9V DC）也连接到ULN2003 IC的同一COM引脚。ULN2003的GND引脚连接到STM32的GND引脚，而电池负极连接到同一GND引脚。
带有LCD的STM32（16x2）
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LCD引脚号 |
LCD引脚名称 |
STM32引脚名称 |
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1个 |
地面（地） |
地线（G） |
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2 |
VCC |
5伏 |
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3 |
VEE |
电位器中心引脚 |
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4 |
寄存器选择（RS） |
PB11 |
|
5 |
读/写（RW） |
地线（G） |
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6 |
启用（EN） |
PB10 |
|
7 |
数据位0（DB0） |
无连接（NC） |
|
8 |
数据位1（DB1） |
无连接（NC） |
|
9 |
数据位2（DB2） |
无连接（NC） |
|
10 |
数据位3（DB3） |
无连接（NC） |
|
11 |
数据位4（DB4） |
PB0 |
|
12 |
数据位5（DB5） |
PB1 |
|
13 |
数据位6（DB6） |
PC13 |
|
14 |
数据位7（DB7） |
PC14 |
|
15 |
LED正极 |
5伏 |
|
16 |
LED负极 |
地线（G） |
右侧的电位器用于控制LCD显示屏的对比度。上表显示了LCD和STM32之间的连接。
编程STM32
像上一教程一样，我们通过Arduino IDE通过USB端口对STM32F103C8进行了编程，而无需使用FTDI编程器。要了解使用Arduino IDE编程STM32的信息，请点击链接。我们可以像在Arduino中一样进行编程。最后给出了完整的代码。
在此编码中，我们将从ADC引脚（PA4）取得输入模拟值，该引脚连接至左电位计的中心引脚，然后将模拟值（0-3.3V）转换为数字或整数格式（0-4095）。此数字值还作为PWM输出提供，以控制LED亮度和DC风扇速度。16x2 LCD用于显示ADC和映射值（PWM输出值）。
首先，我们需要包含LCD头文件，声明LCD引脚并使用以下代码对其进行初始化。在此处了解有关将LCD与STM32接口的更多信息。
#包括
接下来声明并使用STM32的引脚定义引脚名称
const int模拟输入= PA4; //来自电位计的输入 const int led = PA9; // LED输出 const int fan = PA8; //风扇输出
现在在 setup（） 内部，我们需要显示一些消息并在几秒钟后清除它们，并指定INPUT引脚和PWM输出引脚
lcd.begin（16,2）; //准备好LCD lcd.clear（）; //清除LCD lcd.setCursor（0,0）; //将光标置于第0行和第0列 lcd.print（“ CIRCUIT DIGEST”）; //显示电路摘要 lcd.setCursor（0,1）; //在第0列和第1行设置游标 lcd.print（“ PWM USING STM32”）; //使用STM32 delay（2000） 显示PWM ; //延迟时间lcd.clear（）; //清除LCD pinMode（analoginput，INPUT）; //将引脚模式模拟输入设置为INPUT pinMode（led，PWM）; //将引脚模式led设置为PWM输出 pinMode（fan，PWM）; //将引脚模式风扇设置为PWM输出
模拟输入引脚（PA4）通过 pinMode（模拟输入，INPUT） 设置为INPUT ， LED引脚通过 pinMode（led，PWM） 设置为PWM输出，风扇引脚通过 pinMode（fan，PWM） 设置为PWM输出。这里的PWM输出引脚连接到LED（PA9）和风扇（PA8）。
接下来在 void loop（） 函数中，我们从ADC引脚（PA4）读取模拟信号，并将其存储在一个整数变量中，该变量通过使用以下代码 int value 将模拟电压转换为数字整数值（0-4095） adc = AnalogRead（analoginput） ）;
这里要注意的重要一点是PWM引脚，因为STM32的通道具有16位分辨率（0-65535），因此我们需要使用如下所示的映射函数将其与模拟值映射
int结果= map（valueadc，0，4095，0，65535）。
如果不使用映射，则通过改变电位计将无法获得风扇的全速或LED的全亮度。
然后，我们使用 pwmWrite（led，result） 将PWM输出写入LED， 并使用 pwmWrite（fan，result ）函数将PWM输出写入风扇。
最后，我们使用以下命令在LCD显示屏上显示模拟输入值（ADC值）和输出值（PWM值）
lcd.setCursor（0,0）; //将光标设置在第0行和第0列 lcd.print（“ ADC value =”）; //打印单词“” lcd.print（valueadc）; //显示valueadc lcd.setCursor（0,1）; //在第0列和第1行设置游标 lcd.print（“ Output =”）; //打印“” lcd.print（result）;中的单词 //显示值结果
完整的代码和演示视频如下。