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【嵌入式-stm32电位器控制以及旋转编码器控制LED亮暗】_stm32电位器控制pwm程序

网友: 技术文档 2025-07-30 21:20:18

嵌入式-stm32电位器控制LED亮暗

  • 任务1
  • 代码1
    • Key.c
    • Key.h
    • Timer.c
    • Timer.h
    • PWM.c
    • PWM.h
    • main.c
  • 实验现象1
  • 任务2
  • 代码2
    • Key.c
    • Key.h
    • main.c
  • 实验现象2
  • 问题与解决
  • 总结

源码框架取自江协科技，在此基础上做扩展开发。

任务1

本文主要介绍利用stm32f103C8T6实现电位器控制PWM的占空比大小来改变LED亮暗程度，按键实现使用定时器非阻塞式，其中一个按键切换3个LED的控制状态，另一个按键是重置当前的LED为熄灭状态。

代码1

Key.c

#include \"stm32f10x.h\"  // Device header#include \"Delay.h\"#include \"oled.h\"#include \"PWM.h\"#include \"AD.h\"#include \"Key.h\"#include extern uint16_t ADValue;//定义AD值变量uint8_t Key_Num;/** * 函 数：按键初始化 * 参 数：无 * 返 回 值：无 */void Key_Init(void){/*开启时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);/*GPIO初始化*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_10;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);} // 定义模式枚举 typedef enum { MODE_PWM_CH2 = 0, MODE_PWM_CH3, MODE_PWM_CH4, MODE_MAX } PWM_MODE; // 全局变量 volatile PWM_MODE currentMode = MODE_PWM_CH2; volatile uint16_t pwmValue = 0; volatile uint8_t resetFlag = 0; volatile uint8_t systemActive = 0; //新增系统激活标志// 初始化显示函数 void Initial_Display(void) { // 清屏  OLED_Clear(); // 显示初始状态  OLED_ShowString(1, 1, \"System Ready\"); OLED_ShowString(2, 1, \"Active KEY1 \"); // 初始化时关闭所有LED  PWM_SetCompare2(0); PWM_SetCompare3(0); PWM_SetCompare4(0); } uint8_t Key_GetNum(void){uint8_t Temp;  Temp = Key_Num; //读取按键键值Key_Num = 0; //清零，防止重复触发return Temp;}uint8_t Key_GetState(void){if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_8) == 0){return 1;}if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_10) == 0){return 2;}return 0; //无按键按下}void Key_Tick(void) {static uint8_t Count; //静态计数器，记录中断次数static uint8_t CurrState, PrevState;Count++;if(Count >= 20) //20ms执行一次按键扫描（中断周期为1ms）{Count = 0;PrevState = CurrState; //保存前一次按键状态CurrState = Key_GetState(); //读取当前按键状态//检测按键释放动作（下降沿）if(CurrState == 0 && PrevState != 0){Key_Num = PrevState; //记录按键值（1或者2）}}}// 设置PWM的函数 void SetPWM(uint16_t value) { switch (currentMode) { case MODE_PWM_CH2:  PWM_SetCompare2(value);  break; case MODE_PWM_CH3:  PWM_SetCompare3(value);  break; case MODE_PWM_CH4:  PWM_SetCompare4(value);  break; } } // 更新显示模式函数 void Update_ModeDisplay(void) { // 清除原有模式显示  OLED_Clear(); // 根据当前模式显示  switch (currentMode) { case MODE_PWM_CH2:  OLED_ShowString(1, 1, \"Mode: CH2\");  break; case MODE_PWM_CH3:  OLED_ShowString(1, 1, \"Mode: CH3\");  break; case MODE_PWM_CH4:  OLED_ShowString(1, 1, \"Mode: CH4\");  break; } // 显示初始PWM值  OLED_ShowString(2, 1, \"PWM: 0\"); } /*OLED显示70.5%函数*/void ShowPwm_Percent(uint8_t Line, uint8_t Colum, uint16_t pwmValue){char str[16];uint16_t integer = pwmValue / 10; //整数部分如70uint16_t decimal = pwmValue % 10; //小鼠部分如5sprintf(str, \"%4d.%1d%%\",integer,decimal);OLED_ShowString(Line,Colum,str);}// 按键控制函数 void Key_control(void) { uint8_t keyNum = Key_GetNum(); // 处理按键1：模式切换  if (keyNum == 1) { // 重置标志清零  resetFlag = 0; if(systemActive == 0){systemActive = 1;currentMode = MODE_PWM_CH2;Update_ModeDisplay();} else{ // 切换模式  currentMode++; if (currentMode >= MODE_MAX) {  currentMode = MODE_PWM_CH2; }  // 更新模式显示  Update_ModeDisplay(); } } // 处理按键2：重置为全暗  if (keyNum == 2) { // 设置重置标志  resetFlag = 1;  // 将当前通道设置为0  SetPWM(0); pwmValue = 0;  // 显示PWM值  OLED_ShowNum(2, 5, pwmValue, 3); } // 仅在非重置状态下读取ADC和设置PWM  if (resetFlag == 0 && systemActive) { // 读取ADC并设置PWM  //uint16_t adcValue = AD_GetValue();  pwmValue = (AD_GetValue() * 1000)/ 4095 ;  // 设置当前通道PWM  SetPWM(pwmValue);  // 显示PWM值  OLED_ShowNum(3, 1, pwmValue, 4); // 直接显示pwmValue的值 ShowPwm_Percent(2, 4, pwmValue); //OLED_ShowNum(2, 5, pwmValue, 3);  } }

Key.h

#ifndef __KEY_H#define __KEY_Hvoid Key_Init(void);uint8_t Key_GetNum(void);void Key_control(void);void Initial_Display(void);void SetPWM(uint16_t value);void Key_Tick(void);uint8_t Key_GetState(void);#endif

Timer.c

#include \"stm32f10x.h\"  // Device headervoid Timer_Init(void){RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);TIM_InternalClockConfig(TIM3);TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 1000 - 1;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1;TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure);TIM_ClearFlag(TIM3, TIM_FLAG_Update);TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Update, ENABLE);NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);}/*void TIM2_IRQHandler(void){if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET){TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);}}*/

Timer.h

#ifndef __TIMER_H#define __TIMER_Hvoid Timer_Init(void);#endif

PWM.c

#include \"stm32f10x.h\"  // Device header/** * 函 数：PWM初始化 * 参 数：无 * 返 回 值：无 */void TIM2_PWM_Init(void){ TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // 打开定时器2时钟 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //GPIO采用复用推挽输出模式GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_1; //TIM2同时产生三路PWM波 在管脚123 a11GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //GPIO速度50MHZGPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct); //初始化函数 让刚刚配置的参数 输入到对应寄存器里面 // 配置定时器2为PWM模式 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 999; // PWM周期 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 720; // 72MHz/(71+1) = 1MHz，计数频率为1MHz TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); // 配置TIM2通道2为PWM模式 TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; // 初始占空比0% TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; TIM_OC2Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);TIM_OC3Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);TIM_OC4Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure); // 使能TIM2 TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);}/** * 函 数：PWM设置CCR * 参 数：Compare 要写入的CCR的值，范围：0~1000 * 返 回 值：无 * 注意事项：CCR和ARR共同决定占空比，此函数仅设置CCR的值，并不直接是占空比 *  占空比Duty = CCR / (ARR + 1) */void PWM_SetCompare2(uint16_t Compare){TIM_SetCompare2(TIM2 ,Compare );//设置CCR1的值}void PWM_SetCompare3(uint16_t Compare){TIM_SetCompare3(TIM2 ,Compare );//设置CCR1的值}void PWM_SetCompare4(uint16_t Compare){TIM_SetCompare4(TIM2 ,Compare );//设置CCR1的值}

PWM.h

#ifndef __PWM_H#define __PWM_Hvoid TIM2_PWM_Init(void);void PWM_SetCompare2(uint16_t Compare);void PWM_SetCompare3(uint16_t Compare);void PWM_SetCompare4(uint16_t Compare);#endif

main.c

#include \"stm32f10x.h\"  // Device header#include \"Delay.h\"#include \"OLED.h\"#include \"Key.h\"#include \"sys.h\"#include \"AD.h\"#include \"PWM.h\"#include \"Timer.h\"/*全局变量*/uint16_t ADValue;//定义AD值变量int main(void){/*模块初始化*/OLED_Init();//OLED初始化Key_Init();//按键初始化AD_Init();//AD初始化TIM2_PWM_Init();//定时器2PWM初始化Timer_Init();/*OLED显示静态字符*/Initial_Display();while (1){//KeyNum=Key_GetNum();//获取键码值Key_control();//按键PWM控制}}//中断服务函数//每次TIM3溢出时触发中断，调用Key_Tick()进行按键扫描//清除中断标志，避免重复进入中断void TIM3_IRQHandler(void){if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) == SET){Key_Tick();TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update);}}

实验现象1

以下是通过电位器控制PWM输出大小的值进而调暗LED
【嵌入式-stm32电位器控制以及旋转编码器控制LED亮暗】_stm32电位器控制pwm程序
在这里插入图片描述
通过网盘分享的文件：电位器改变PWM输出控制LED
链接: https://pan.baidu.com/s/1JrevfJ2GTsBqLyRb4Do39g 提取码: 6688
【嵌入式-stm32电位器控制以及旋转编码器控制LED亮暗】_stm32电位器控制pwm程序

任务2

旋转编码器控制LED亮暗:
1、LED亮度控制：旋转编码器调节PWM占空比，控制LED亮度。
2、状态显示：OLED实时显示当前PWM占空比（格式为XX.X%）。
3、模式切换：通过独立按键切换PWM输出通道（如CH2、CH3、CH4）。
4、系统激活与重置：按键控制系统的启动和重置。
接线图片来自江协议科技
【嵌入式-stm32电位器控制以及旋转编码器控制LED亮暗】_stm32电位器控制pwm程序

代码2

1、模块化代码架构
编码器驱动：通过外部中断检测旋转方向，更新计数值。
PWM生成：配置定时器（如TIM2）的PWM模式，动态调节占空比。
OLED显示：格式化显示占空比和模式信息。
主控制逻辑：整合按键、编码器和PWM功能，实现状态机控制。

Key.c

#include \"stm32f10x.h\"  // Device header#include \"Delay.h\"#include \"oled.h\"#include \"PWM.h\"#include \"AD.h\"#include \"Key.h\"#include \"Encoder.h\"#include uint8_t Key_Num;signed Key_Encoder_Count = 0;/** * 函 数：按键初始化 * 参 数：无 * 返 回 值：无 */void Key_Init(void){/*开启时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);/*GPIO初始化*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_10;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);} // 定义模式枚举 typedef enum { MODE_PWM_CH2 = 0, MODE_PWM_CH3, MODE_PWM_CH4, MODE_MAX } PWM_MODE; // 全局变量 volatile PWM_MODE currentMode = MODE_PWM_CH2; volatile uint16_t pwmValue = 0; volatile uint8_t resetFlag = 0; volatile uint8_t systemActive = 0; //新增系统激活标志// 初始化显示函数 void Initial_Display(void) { // 清屏  OLED_Clear(); // 显示初始状态  OLED_ShowString(1, 1, \"System Ready\"); OLED_ShowString(2, 1, \"Active KEY1 \"); // 初始化时关闭所有LED  PWM_SetCompare2(0); PWM_SetCompare3(0); PWM_SetCompare4(0); } uint8_t Key_GetNum(void){uint8_t Temp;  Temp = Key_Num; //读取按键键值Key_Num = 0; //清零，防止重复触发return Temp;}uint8_t Key_GetState(void){if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_8) == 0){return 1;}if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_10) == 0){return 2;}return 0; //无按键按下}void Key_Tick(void) {static uint8_t Count; //静态计数器，记录中断次数static uint8_t CurrState, PrevState;Count++;if(Count >= 20) //20ms执行一次按键扫描（中断周期为1ms）{Count = 0;PrevState = CurrState; //保存前一次按键状态CurrState = Key_GetState(); //读取当前按键状态//检测按键释放动作（下降沿）if(CurrState == 0 && PrevState != 0){Key_Num = PrevState; //记录按键值（1或者2）}}}// 设置PWM的函数 void SetPWM(uint16_t value) { switch (currentMode) { case MODE_PWM_CH2:  PWM_SetCompare2(value);  break; case MODE_PWM_CH3:  PWM_SetCompare3(value);  break; case MODE_PWM_CH4:  PWM_SetCompare4(value);  break; } } // 更新显示模式函数 void Update_ModeDisplay(void) { // 清除原有模式显示  OLED_Clear(); // 根据当前模式显示  switch (currentMode) { case MODE_PWM_CH2:  OLED_ShowString(1, 1, \"Mode: CH2\");  break; case MODE_PWM_CH3:  OLED_ShowString(1, 1, \"Mode: CH3\");  break; case MODE_PWM_CH4:  OLED_ShowString(1, 1, \"Mode: CH4\");  break; } // 显示初始PWM值  OLED_ShowString(2, 1, \"PWM: 0\"); } /*OLED显示70.5%函数*/void ShowPwm_Percent(uint8_t Line, uint8_t Colum, uint16_t pwmValue){char str[16];uint16_t integer = pwmValue / 10; //整数部分如70uint16_t decimal = pwmValue % 10; //小鼠部分如5sprintf(str, \"%4d.%1d%%\",integer,decimal);OLED_ShowString(Line,Colum,str);}// 按键控制函数 void Key_control(void) { uint8_t keyNum = Key_GetNum(); // 处理按键1：模式切换  if (keyNum == 1) { // 重置标志清零  resetFlag = 0; if(systemActive == 0){systemActive = 1;currentMode = MODE_PWM_CH2;Update_ModeDisplay();} else{ // 切换模式  currentMode++; if (currentMode >= MODE_MAX) {  currentMode = MODE_PWM_CH2; }  // 更新模式显示  Update_ModeDisplay(); } } // 处理按键2：重置为全暗  if (keyNum == 2) { // 设置重置标志  resetFlag = 1;  // 将当前通道设置为0  SetPWM(0); pwmValue = 0;  // 显示PWM值  OLED_ShowNum(2, 5, pwmValue, 3); } // 仅在非重置状态下读取ADC和设置PWM  if (resetFlag == 0 && systemActive) { Key_Encoder_Count += Encoder_Get();if(Key_Encoder_Count < 0){Key_Encoder_Count = 0;}if(Key_Encoder_Count > 100){Key_Encoder_Count = 100;} pwmValue = (Key_Encoder_Count * 10) ;  // 设置当前通道PWM  SetPWM(pwmValue);  // 显示PWM值  OLED_ShowNum(3, 1, pwmValue, 4); // 直接显示pwmValue的值 ShowPwm_Percent(2, 4, pwmValue); //OLED_ShowNum(2, 5, pwmValue, 3);  } }

Key.h

#ifndef __KEY_H#define __KEY_Hvoid Key_Init(void);uint8_t Key_GetNum(void);void Key_control(void);void Initial_Display(void);void SetPWM(uint16_t value);void Key_Tick(void);uint8_t Key_GetState(void);#endif

main.c

#include \"stm32f10x.h\"  // Device header#include \"Delay.h\"#include \"OLED.h\"#include \"Key.h\"#include \"sys.h\"#include \"AD.h\"#include \"PWM.h\"#include \"Timer.h\"#include \"Encoder.h\"int main(void){/*模块初始化*/OLED_Init();//OLED初始化Key_Init();//按键初始化TIM2_PWM_Init();//定时器2PWM初始化Timer_Init();Encoder_Init();/*OLED显示静态字符*/Initial_Display();while (1){Key_control();//按键PWM控制}}//中断服务函数//每次TIM3溢出时触发中断，调用Key_Tick()进行按键扫描//清除中断标志，避免重复进入中断void TIM3_IRQHandler(void){if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) == SET){Key_Tick();TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update);}}

实验现象2

【嵌入式-stm32电位器控制以及旋转编码器控制LED亮暗】_stm32电位器控制pwm程序

在这里插入图片描述

问题与解决

一上电程序卡死，原因是Timer3的中断服务函数忘记清除相应的标志位。

总结

旋转编码器和电位器控制LED亮暗的区别
【嵌入式-stm32电位器控制以及旋转编码器控制LED亮暗】_stm32电位器控制pwm程序核心逻辑在于旋转编码器时中断服务函数检测旋转方向，更新计数值，而电位器时ADC采样。

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