瑞萨RA8D1单片机输出PWM实现方法

PWM：Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制。

单片机实现PWM输出的方式有很多种，有通过IO延时翻转实现的，比如：

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while(1)
{
  IO口高电平
  Delay延时
  IO口低电平
  Delay延时
}

 

也有通过定时器中断控制IO高低电平输出实现的。

定时器中断配置——>启动定时器——>响应中断，控制IO高低电平

当然，本文通过，瑞萨RA8D1单片机通用PWM定时器（GPT，General PWM Timer）输出PWM波形，这样既避免了占用CPU资源，又避免了误差（精度相对很高）。

下面手把手教大家基于e2 studio环境下，实现RA8单片机输出PWM的方法。

准备工作

01下载并安装e2 studio工具

下载地址，推荐瑞萨官方的GitHub：

e2 studio工具

https://github.com/renesas/fsp/releases

我们这里基于Windows环境，安装exe文件，基本根据提示信息一路next即可。这里不再详述。

02准备RA8D1开发板

我们这里以瑞萨RA8D1单片机为例：

（当然，其实RA系列单片机也类似）

RA8单片机PWM输出方法

本文就瑞萨官方集成开发工具e2 studio，它是瑞萨单片机一站式编程工具，只需要动动鼠标点一点就能创建一个单片机工程。

01打开e2 studio创建PWM项目

我们命名项目名称为：RA8D1_PWM

选择对应芯片型号：R7FA8D1BEC

只需要动动鼠标“点一点”，一个完整的工程就创建好了。

02配置工程

我们使用RA8D1单片机通用PWM定时器（General PWM Timer）GPT4，引脚P301输出PWM。

这里配置时钟、添加GPT模块以相关配置。

配置时钟：

GPT4使用PCLKD分频作为时钟源

配置引脚：

我们使用GPT4的P301作为PWM输出引脚。

新建定时器模块：

我们添加定时器模块并配置相关属性（配置常用参数，其实默认即可）。

03添加源代码

我们这里简单添加一个gpt4模块（源代码文件），如图：

bsp_gpt_pwm_output.c源代码：

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#include "bsp_gpt_pwm_output.h"


/* GPT初始化函数 */
void GPT_PWM_Init(void)
{
    /* 初始化 GPT 模块 */
    R_GPT_Open(&g_timer_gpt4_ctrl, &g_timer_gpt4_cfg);


        /* 启动 GPT 定时器 */
    R_GPT_Start(&g_timer_gpt4_ctrl);
}


/** 设置PWM占空比
    @param duty 占空比范围：0~100 %
*/
void GPT_PWM_SetDuty(uint8_t duty)
{
    timer_info_t info;
    uint32_t current_period_counts;
    uint32_t duty_cycle_counts;


    if (duty > 100)
        duty = 100; //限制占空比范围：0~100


    /* 获得GPT的信息 */
    R_GPT_InfoGet(&g_timer_gpt4_ctrl, &info);


        /* 获得计时器一个周期需要的计数次数 */
    current_period_counts = info.period_counts;


        /* 根据占空比和一个周期的计数次数计算GTCCR寄存器的值 */
    duty_cycle_counts = (uint32_t)(((uint64_t) current_period_counts * duty) / 100);


    /* 最后调用FSP库函数设置占空比 */
    R_GPT_DutyCycleSet(&g_timer_gpt4_ctrl, duty_cycle_counts, GPT_IO_PIN_GTIOCB);
}

 

bsp_gpt_pwm_output.h头代码：

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#ifndef __BSP_GPT_PWM_OUTPUT_H
#define __BSP_GPT_PWM_OUTPUT_H
#include "hal_data.h"


void GPT_PWM_Init(void);


void GPT_PWM_SetDuty(uint8_t duty);


#endif

 

我们这里只有两个简单函数，在我们代码中添加GPT_PWM_Init即可实现（配置中的）200KHz，占空比80%的PWM波形输出。

04演示效果

下图是我们配置200KHz，占空比80%的PWM波形：

根据源码，你能发现，我们只需要初始化（配置好）PWM输出，后面就不会占用CPU资源。

我们提供了一个简单的接口，修改占空比，如果需要根据需求修改占空比，我们调用一下接口即可。比如我们修改占空比为60%：

当然，更多参数，我们可以根据自己情况封装函数接口。