基于STM32的PWM調光器

王子權

(合肥工業大學，安徽 合肥 230009)

0 引 言

燈具伴隨著人們的日常生活，對于燈光亮度的調節也隨著科技的發展應運而生。普通的調光電路是將燈具與一個變阻器串聯，通過調節變阻器的阻值大小，達到對燈具的功率的調節，變阻器會消耗一定的功率，而且隨著變阻器阻值的增大，燈具所具有的有效功率逐漸變小。PWM是脈寬寬度調制的簡稱[1]，其控制簡單靈活，損耗小，方便使用[2]，憑借它的開關頻率高，低速運行平穩，動態性能優良[3]等特點，在電機調速方面得到普遍應用。STM32F103ZET6是STM32系列高端單片機的一種，集成了AD轉換與PWM輸出功能，可以直接進行數據采集和PWM輸出。由于STM32單片機需要對其功能進行配置才能正常使用，所以這也成為了其功耗低的一種機制，應用STM32單片機進行控制的場合越來越多。

1 調光原理

1.1 STM32的PWM調節原理

圖1 典型PWM波形

脈沖寬度(PWM)調制，是一種周期一定而高低電平的占空比可以調制的方波信號[4]，其波形如圖1所示。所以PWM的實質是以調節占空比來改變負載兩端的電壓平均值，電壓變化關系[5]見式(2)。

根據圖1可得PWM波形的分段函數為：

(1)

式中:Tper為PWM的周期；Tset為PWM高電平時間；UH為PWM高電平電壓值；UL為PWM低電平電壓值；k為PWM諧波次數。

Uavr=α(UH-UL)+UL，(0≤α≤1)

(2)

式中:Uavr為負載兩端平均電壓；α為PWM占空比。由試驗測得PWM的低電平時的電壓值約為0 V，故可將式(2)化簡為：

Uavr=αUH

(3)

在STM32中，定時器可以用來產生PWM輸出，其中定時器1和定時器8可以產生最多7路PWM輸出，除了定時器6和7不能產生PWM輸出以外，STM32最多可以產生30路PWM輸出，通過STM32的庫函數即可配置產生PWM輸出。……