第20讲 动画讲解轻松学会STM32的PWM

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基本概念

周期/频率

计算公式：PWM周期=1个高电平用时+1个低电平用时

                  PWM的频率=1/周期

如图所示此时周期为1ms，即1s内存在1000组这样的高低电平，PWM的频率为1000hz。

占空比

计算公式：PWM占空比=高电平用时/PWM周期

即高电平在一个PWM周期内占用的时间比例就叫做占空比。

如图所示1个周期为1ms的PWM方波中高电平占用0.8ms，那么这个PWM方波的占空比就是80%。

用途

PWM设计初衷就是利用数字信号尽可能地拟合模拟信号，手段就是调节PWM的占空比。

如图所示，高电平为3.3V，低电平为0V，那么设置占空比为50%就可以从宏观角度实现输出直流信号幅值为1.65V。

那么同理，占空比为10%时，信号幅值为0.33V。

最关键的是PWM可以实现动态变化，比如如图所示的用PWM拟合sin函数（原理是傅里叶变换，感兴趣的同学可以去看正点原子的手册）。合理调节占空比和频率后输出的PWM信号，就可以控制电机的转速、灯泡的明暗程度、蜂鸣器的音调、舵机的角度等外部设备参数。

TIM实现PWM的输出的原理

定时器的输出比较模式可以输出我们想要的脉冲宽度。在输出比较模式下，我们首先要在比较寄存器中写入一个数值。之后定时器会一直比较计数器值与比较寄存器数值的大小关系，根据这个大小关系来决定输出有效电平还是无效电平。

输入捕获的几种模式：

①冻结模式：输出通道GPIO口不理会比较结果，依旧维持旧的输出状态

②强制有效\强制无效：强制输出通道GPIO口输出有效\无效电平

③匹配有效\匹配无效：比较计数器值与比较寄存器数值相等时输出有效电平\无效电平（如果相等前就是有效\无效电平则维持）

④匹配翻转：二值完全相等时翻转当前输出的电平，这种模式可以输出占空比为50%的方波

④PWM模式：第一种比较计数器值<比较寄存器数值,输出有效电平，反之输出无效电平；第二种比较计数器值>比较寄存器数值,输出有效电平，反之输出无效电平。

同时注意存在向上计数、向下计数以及中央对其模式，下图为三者的矩阵形式概述图：

但一般我们也只用向上计数。

实际操作

 首先可以看看拙作：利用STM32的定时器输出PWM方波_stm32f030 定时器方波-CSDN博客

下面介绍一下kk讲的：

①选中可以输出PWM的定时器Channel

②在Timers的mode面板上，设置Clock Source为Interal Clock；输出通道选择PWM输出模式

③在Timers的Configuration面板上设置参数

1.PWM周期=（Prescaler+1）（Counter Period+1）/挂载定时器的时钟总线频率，通过这个公式填写预分频系数和时钟周期

2.计数模式选择为向上计数