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手把手教你基于RT-Thread Studio 使用STM32单片机的PWM外设

发布于 2022-03-14 12:30:32 浏览：5894 订阅该版

[tocm]

# 一、使用说明
  目前我使用的是STM32L475系列单片机，是ali当时在PDD 50块钱卖的一个开发板，其他STM32单片机参考即可，这里会手把手教大家基于RTT Studio 来使用PWM。
  工程链接奉上，[Gitee链接](https://gitee.com/lele_0101/rt-thread-pwm---demo)
 
# 二、创建工程
## 1. 创建工程
 首先大家打开RT-Thread Studio 来基于单片机创建工程。点击左上角文件，新建 RT-Thread项目
 Project name就是项目名称，如果大家想自定义路径保存，就取消掉缺省位置然后自定义路径。
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220314/5a537f4a6aecf9646bc6f36e340a587d.png.webp)
## 2. 芯片参数设置
选择基于芯片，下面的参数需要大家根据自己的主板来选择，我这个板子 使用LPUART作为CMD输出，单片机型号，下载器比如JLINK或者STLINK等等都需要自己适配开发板。
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220314/d8d413eb1c6c546cfd61c1b593ec8409.png)
## 3. 下载设置
创建项目完成后大家可以先编译后下载进开发板测试一下 CMD的输出。
这里可以开启下载后自动软件复位。
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220314/518e0edb732f1bf7b2c2cb0394400a41.png.webp)
## 4. 编译 下载
大家在编译后就可以尝试下载。
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220314/59a1991a8a601323a4c3be200abe4a51.png.webp)
我使用的工具是XShell，可以看到复位后有启动log输出，就正常啦。
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220314/3ff9eec9d1ab05ab3e141399553a2fc1.png.webp)

# 三、修改时钟并配置串口
在创建工程的时候，RT-Thread Studio 默认使用的是内部低俗时钟，我们需要更改到外部高速时钟来提高MCU工作性能，后面PWM 的时钟外设也使用的是外部高速时钟。
## 1. 打开CUBEMX
双击工程中的CUBEMX图标，可以打开cubemx，如果没有安装请自行安装。
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220314/04d63bae76f86adfb7a45eb98917abf7.png.webp)
## 2. 打开高速时钟
打开CUBEmx的 System Core，选择RCC配置，将**HSE**与**LSE**均设置为**Crystal/Ceramic Resonator**，然后点击左上角文件保存。

![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220314/d245e57bcd9493d9ed4ee53b1a6184b6.png.webp)

## 3. 配置时钟树
打开 Clock Configuration 
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220314/5232dad560b12fbe5235e80e7790a5ea.png.webp)
锁相环PLL选择HSE，然后Clock Mux选择PLLCLK，PLLM数值选择合适的数值，这个一般都有参考，每种单片机时钟频率不同，大家可以搜索对应的时钟树设置。
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220314/1488c4013850f9673255abb8a7819408.png.webp)

## 4. 打开LPUART
因为在创建工程时，默认打开了LPUART，但是使用cubemx获取代码后，LPUART是关闭的，我们需要重新打开LPUART。
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220314/4458c7d7edfe07ec9e797303ed6d5bae.png.webp)

首先在右侧选择 PB10与PB11 为LPUART外设，然后在左侧 Connectivity -LPUART外设中将Mode选择为**Asynchronous** 模式，就已经成功打开了。

## 5. 获取代码

首先点击左上角文件 选择Save Project，然后点击右上角 Generate Code，代码获取完成后就可以关闭CubeMX了。

## 6. 修改时钟定义

刚才Cubemx已经帮我们生成了时钟代码，但是代码需要我们手动加入到 BSP中，找到cubemx 里的src 然后打开main.c文件。
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220314/c477c535dce25b52350e2cda02653f47.png.webp)
然后将 **void SystemClock_Config(void)** 这个函数内容复制到 drivers里的 drv_clk.c 文件中 **void system_clock_config(void)**。
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220314/4cb0ea951909f810afb633e8fed4a1fd.png.webp)

## 7. 编译下载
这时候时钟已经修改完成了，可以编译下载应该是没有错误的。
有一个reboot的调用警告，这是因为目前FINSH_FUNCTION_EXPORT_ALIAS 这个函数已经没有调用了，
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220314/0115577a90262a84a83e6813e508fa1f.png)
```
MSH_CMD_EXPORT(reboot, Reboot System);
```
将这句代码替换掉上面的 FINSH_FUNCTION_EXPORT_ALIAS 即可。

# 四、配置PWM

## 1. 使能PWM
首先打开RT-Thread Settings 打开PWM驱动。
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220314/220f0a97e417fa269f29760162b1160f.png.webp)

选择组件，设备驱动程序，使能PWM，然后点击左上角保存。
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220314/0a23fd352c9d9df5691548d41d6e0fcc.png)

![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220314/29056f32149edf334d5a306918c6acd8.png)

## 2. 配置时钟
配置时钟我们仍然需要使用CUBEMX工具，我目前要使用的PWM是A0引脚，将A0设置为TIM2的通道1

![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220314/cd7f162258b6005088c6fc29e437793f.png.webp)

然后选择Timers 的TIM2 将通道1 设置为 比较输出模式。然后点击左上角保存，右上角获取代码。

## 3. 修改驱动

这时候 CUBEMX已经帮我们生成了需要使用的代码，我们还需要将它修改到BSP里。
打开 cubemx的src文件夹，打开stm32l4xx_hal_msp.c，将以下三个函数的实现全部剪贴到drivers的board.c的最下面
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220314/f6c73e548d639a9577c3402a60f48993.png.webp)

```
void HAL_TIM_OC_MspInit(TIM_HandleTypeDef* htim_oc)

void HAL_TIM_MspPostInit(TIM_HandleTypeDef* htim)

void HAL_TIM_OC_MspDeInit(TIM_HandleTypeDef* htim_oc)
```

![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220314/9630ed2d73d6988108e467f2acd86d48.png.webp)

## 4. 修改调用

打开drivers 里的 drv_pwm.c 找到 **stm32_hw_pwm_init**这个函数，在TIM初始化之前初始化以下时钟引脚。
在图里所示的位置调用这个函数。
```
HAL_TIM_OC_MspInit(tim);
```
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220314/5a3ff1b47d99f89cd0d9ad67b9e7ecc2.png.webp)

## 5. 配置PWM通道

这时候PWM的驱动就已经做好了，打开board.h ，打开需要使用的PWM通道
比如你使用的是TIM1，就是 pwm1， 通道同理。

```
#define BSP_USING_PWM2
#define BSP_USING_PWM2_CH1
```

![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220314/19343603694e8e8f490a593058fb24ea.png.webp)

## 6. 保存编译
这时候我们需要使用的驱动已经全部构建完成了，接下来就使用RT-Thread的接口来完成用户代码吧。

# 五、用户代码

## 1. 新建一个.c文件来存放用户代码，名字随便起，我放在了applications里，文件格式一定要加.c
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220314/ad5fc770b07c37f8851ace53fb7c1755.png.webp)

## 2. PWM相关API
### 1. 查找设备
```
rt_device_t rt_device_find(const char* name);
```
这个API会返回设备句柄
### 2. 设置PWM参数
```
rt_err_t rt_pwm_set(struct rt_device_pwm *device,
int channel,rt_uint32_t period,rt_uint32_t pulse);
```

**struct rt_device_pwm *device** 	PWM设备句柄

**int channel**	PWM通道数

**rt_uint32_t period**		PWM周期，单位ns

**rt_uint32_t pulse**		PWM脉冲宽度，单位ns

如果设置成功，会返回RT_EOK，

频率= 1000000000/period
占空比 = pulse/period

### 3. 使能PWM通道
```
rt_err_t rt_pwm_enable(struct rt_device_pwm *device, int channel);
```
**struct rt_device_pwm *device**	这是设备句柄

**int channel**		PWM通道数

如果使能正常的话会返回RT_EOK，其他错误就是使能失败。

## 3. PWM用户Demo
```
/*
 * Copyright (c) 2006-2021, RT-Thread Development Team
 *
 * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
 *
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2022-03-13     desktop       the first version
 */

#include <rtthread.h>
#include <rtdevice.h>

//设置log文件
#define DBG_TAG "pwm_test.c"
#define DBG_LVL DBG_LOG
#include <rtdbg.h>

#define PWM_DEV_NAME "pwm2" /* PWM 设 备 名 称 */
#define PWM_DEV_CHANNEL 1
struct rt_device_pwm *pwm_dev; /* PWM 设 备 句 柄 */

static int pwm_test(void)
{
    rt_uint32_t period , pulse;
    //设置周期及 脉冲长度
    period = 200000;
    pulse = 100000;
    pwm_dev = (struct rt_device_pwm*)rt_device_find(PWM_DEV_NAME); //查找PWM设备

//配置PWM
    rt_pwm_set(pwm_dev, PWM_DEV_CHANNEL, period, pulse);    //占空比应该是50%

if (rt_pwm_enable(pwm_dev, PWM_DEV_CHANNEL) == RT_EOK)
    {
        LOG_D("PWM Init is ok \t\n");
        return RT_EOK;
    }

return RT_EOK;

}

MSH_CMD_EXPORT(pwm_test, pwm device sample);

```
代码注释基本上已经写清楚啦，我用的是TIM2的通道1，就是pwm2的通道1，大家可以参考这个Demo。

## 4. 命令行调用

完成了代码，我们编译下载进单片机，打开命令行 输入help命令，可以将main中的log日志代码删除掉，不然会一直弹  Hello RT-Thread
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220314/88d554d358f5ffe53b7c2e43fafeccc5.png)

可以看到help 显示的命令， pwm_test就是我们刚才用户代码的命令，
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220314/e4be8e00c13d0f5d6fb5759ba90f9b0f.png)

输入命令后LOG会提示 PWM Init is ok
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220314/7a95213d2cc39628a17b7d0af016801c.png)

然后我用逻辑分析仪抓一下 PWM波形，应该是50%占空比。
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20220314/d2aa65af474256e8b97822a7c13f06d2.png.webp)

# 六、总结

RT-Thread的驱动代码框架用起来非常简单，比标准库开发起来好用很多，外设学习完就继续学习内核，手把手系列教程也会继续更新呦。