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第四期 STM32F407IGT6电机开发板Simulink自动生成代码MBD教程：三路PWM输出

self_obssessed 2025-03-22 12:01:03

简介第四期 STM32F407IGT6电机开发板Simulink自动生成代码MBD教程：三路PWM输出

第四期 STM32F407IGT6电机开发板Simulink自动生成代码MBD教程

三路PWM输出

本期为TIM1高级定时器三路PWM输出，为后续电机的驱动打下基础。

1.CubeMX配置芯片底层驱动

1.在STM32CubeMX中新建一个名为LED的工程，芯片选择STM32F407IGT6，配置LED对应的GPIO管脚PE0和PE1为推挽输出模式；

2.配置按键输入对应的GPIO管脚PE2和PE3和PE4为输入模式，由于按键没有外部上拉，使能芯片内部上拉。

3.配置串口USART1为异步模式，选择板子上的PB6和PB7作为TX和RX，波特率为115200

3.板载8M高精度高速时钟，此处使能外部高速时钟HSE输入，并配置时钟树：

4.配置Debug模式和时间基准源，这里选择TimebaseSource为系统定时器之外的定时器TIM2这是由于系统定时器被用于Simulink的时间基准

5.需要一个高级定时器产生三路PWM波，选择TIM1的前三个通道，由于TIM1挂在APB2总线上，定时器 base频率为168M，为了产生10KHZ的PWM，设置预分频寄存器PSC为(2-1),自动重装寄存器ARR为（4200-1），计数模式为中央对齐，则PWM频率 = 168M/(PSC+1)/(ARR+1) /2= 10k，CH Polarity设置为High ，这样可以使得比较寄存器的值越大，PWM占空比越大。该板子的TIM1前三个通道引脚分别为PA8 PA9 和PA10；

点击 “Pinout&Configuration” 菜单按钮，在左侧 Categories 中选择 Timers – TIM1，在 Configuration 中选择 Parameter Settings，

在 “Counter Settings” 下，设置 Prescaler（PSC）为 (2-1)；
设置 Counter Mode 为 Up；
设置 Counter Period（ARR）为 4200-1；
在 “PWM Generation Channel 1” 下，设置 Pulse 为 5000。
则可以得到频率为10KHz的PWM；

6.在 Project Manager 视图进行工程配置，如下图所示。
（1）在 Project 中勾选 “Do not generate the main()”，在生成代码时不生成 main.c 文件中的 main() 函数。
（2）在 Project 中取消选中 “Generate Under Root”。

6.在 Code Generator 中，勾选 “Generate peripheral initialization as a pair of ‘.c/.h’ files per peripheral”，让每个外设生成独立的’.c/.h’文件。

7.在 Advanced Settings 中，将 “Driver Selector” 全部设置为 “LL”（默认为 “HAL”），为外设选择低级 (LL) 驱动–非常重要！否则编译会报错。将 “Generated Function Calls” 的 “Visibility(Static)” 勾选项全部取消，对所有外设初始化函数调用取消选择可见性(静态)。

8.完成以上配置后，使用快捷键 “CTL+S” 或点击 File–Save Project，保存 CubeMX 项目文件。
注意：在 STM32CubeMX 中配置完成后，不要点击 “GENERATE CODE” 生成代码，而是保存 .ioc 项目文件。

2.Simulink的MBD模型建立

2.1模型配置

运行 MATLAB 软件，将当前路径切换到 CubeMX 项目 .ioc 的保存路径。
打开 Simulink，点击 “空白模型” 创建新的 Simulink 模型，注意仿真模型 .slx 与 CubeMX 项目 .ioc 要保存在相同的路径下。
打开模型设置，配置求解器参数：定步长+离散+固定步长10KHz

4.在硬件实现中选择Hardware board为 STM32F4xx Based，选择操作系统为裸机，并选择刚刚写好的ioc文件，simulink会从ioc文件中自动识别Device id和Device family。

2.2MBD模型建模

LED闪烁配置为1S闪烁一次（参考第一期）；

PWM输出配置：

在仿真模型中添加 “PWM out” 模块并进行配置。
（1）在仿真模型中添加 “PWM out” 模块参数。
点击菜单栏的 “库浏览器” 打开库浏览器，展开 “Embedded Coder Support Package for STMicroelectronics STM32 Processors – STM32G4xx Based Boards”。选择 “PWM out” 模块，将其拖动到右侧的模型。
（2）设置 “PWM out” 模块参数。如图所示，按照 CubeMX 项目中的 GPIO 管脚配置。
1）将 Timer module 设为 “TIM1”，
2）将 “Duty Cycle unit” 设为 “Percentage”，
3）勾选 “Enable channel 1 2 3” 以使能 Ch1 Ch2 CH3；

输出占空比分别为25% 50% 75%的10KPWM波；

2.2烧录下载验证

点击HARDWARE选项卡中的编译，等待编译完成生成固件。

编译过程已成功完成
编译摘要
编译的顶层模型目标:

模型   操作           重新编译原因        
================================
   代码已生成并完成编译。  代码生成信息文件不存在。  

编译了 1 个模型，共 1 个模型(0 个模型已经是最新的)
编译持续时间: 0h 0m 44.677s

将文件夹中生成的HEX固件烧录到电机开发板中：

板子上电后LED0和LED1闪烁，使用示波器测量PA8 PA9 PA10的波形，此处以PA8为例，可以看到周期为10K占空比为50%的PWM波；