概念+代碼

一、輸出比較

OC（Output Compare）輸出比較
輸出比較可以通過比較CNT與CCR寄存器值的關系，來對輸出電平進行置1、置0或翻轉的操作，用于輸出一定頻率和占空比的PWM波形
每個高級定時器和通用定時器都擁有4個輸出比較通道
高級定時器的前3個通道額外擁有死區(qū)生成和互補輸出的功能

二、PWM原理

PWM（Pulse Width Modulation）脈沖寬度調制
在具有慣性的系統中，可以通過對一系列脈沖的寬度進行調制，來等效地獲得所需要的模擬參量，常應用于電機控速等領域
PWM參數：
頻率 = 1 / TS
占空比 = TON / TS(高電平占總時間的比率），如占空比為50%，高電平=5V，低電平=0V，則模擬電壓為2.5V.
分辨率 = 占空比變化步距，即精度。

PWM基本結構：


當CNT計數小于CCR時，置高電平，當CNT大于CCR時，置低電平，當CNT=ARR時觸發(fā)事件，計數值歸零，又開始新的一輪周期，這樣就可以不斷的輸出PWM信號。因此，可以看出，CCR值的設置與占空比密切相關。
PWM頻率： Freq = CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1)
CK_PSC是預分頻頻率，一般是系統頻率。PSC是分頻系數，ARR是自動重裝載寄存器最大計數值。
PWM占空比： Duty = CCR / (ARR + 1)
CCR是輸出比較輸出PWM的一個限定比較值。
PWM分辨率： Reso = 1 / (ARR + 1)

三、輸出PWM

以正點原子PWM實驗為例：使用TIM3的CH2通道，在PB5端口輸出PWM波。

1.PWM初始化

void TIM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);    //使能定時器3時鐘
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);  //使能GPIO外設和AFIO復用功能模塊時鐘
    GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE); //Timer3部分重映射  TIM3_CH2->PB5

   //設置該引腳為復用輸出功能,輸出TIM3 CH2的PWM脈沖波形    GPIOB.5
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //TIM_CH2
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //復用推挽輸出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO
   //初始化TIM3
    //溢出時間time=（arr+1）*（psc+1）/144000000
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //設置在下一個更新事件裝入活動的自動重裝載寄存器周期的值
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //設置用來作為TIMx時鐘頻率除數的預分頻值
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 1; //設置時鐘分割:TDTS = Tck_tim
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上計數模式
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根據TIM_TimeBaseInitStruct中指定的參數初始化TIMx的時間基數單位

    //初始化TIM3 Channel2 PWM模式
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //選擇定時器模式:TIM脈沖寬度調制模式2
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比較輸出使能
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //輸出極性:TIM輸出比較極性高
    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 50;
    TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);  //根據T指定的參數初始化外設TIM3 OC2

    TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM3在CCR2上的預裝載寄存器
    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  //使能TIM3
}

這里最重要的是：
1.該函數的參數為 arr 和 psc，分別表示自動重載寄存器的值和預分頻系數。根據這兩個參數，可以計算出 PWM 的頻率和占空比。

2.在函數中，首先使能了定時器 TIM3 和 GPIOB 外設的時鐘，以及 GPIO 的復用功能模塊時鐘。然后，通過 GPIO_PinRemapConfig 函數將 TIM3_CH2 信號映射到 GPIOB.5 引腳上。
這里有一個問題：為什么要配置AFIO復用功能模塊時鐘？如下圖：

可以看到：PB5的默認復用功能是I2C1_SMBA/ SPI3_MOSI，I2S3_SD，而其重定義功能才是TIM3_CH2，所以不能簡單直接的復用它，必須要配置重映射。

3.通過 TIM_OCInitTypeDef 結構體對 TIM3 的通道 2 進行初始化，選擇定時器模式為 PWM2，使能比較輸出，設置輸出極性為高電平，設置占空比為 50%。
最后，通過 TIM_OC2PreloadConfig 函數使能 TIM3 在 CCR2 上的預裝載寄存器，并通過TIM_Cmd 函數使能 TIM3。

2.輸出指定頻率PWM波

   TIM3_Int_Init(5999,0);
   //TIM3_PWM_Init(5999,0);//不分頻。PWM 頻率=96000/(5999+1)=16KHz

參考PWM頻率： Freq = CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1)，這里我的芯片系統頻率是96MHz，對應CK_PSC，ARR是計數值，PSC是預分頻值，代入公式，得：頻率F=16000Hz=16KHz。
因此，這個代碼輸出了一個頻率固定為16KHz的PWM波。

3.輸出占空比可變的PWM波

TIM3_Int_Init(5999,0);
u16 pulse=400;
TIM_SetCompare2(TIM3,pulse);

對于定時器 TIM3，CCR2 寄存器的取值范圍是 0 到 ARR，即比較寄存器的值不能大于自動重載寄存器的值。因此，在設置占空比時，輸入的占空比值需要通過計算轉換為相應的比較寄存器的值。也就是說，pulse的值只能在0-5999之間設置，并且注意，這里調用的函數是TIM_SetCompare2()函數，是比較寄存器CCR2對應通道2，如果是ch3，則要調用TIM_SetCompare3()函數。如此，便實現了修改PWM波的占空比。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-766633.html

到了這里，關于STM32（7）-定時器輸出PWM的原理分析的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內容，請在右上角搜索TOY模板網以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章，希望大家以后多多支持TOY模板網！