定时器之输出比较

定时器输出比较

STM32的定时器输出比较（Output Compare，OC）功能是其定时器模块的重要特性之一，主要用于生成特定波形（如PWM）、触发事件或控制外部设备。有以下主要功能

• 波形生成：通过比较定时器计数器（CNT）和预置的比较寄存器（CCR），生成PWM信号或特定频率的方波。

• 事件触发：当计数器与CCR匹配时，触发中断、DMA请求或其他外设操作。

• 引脚控制：直接控制引脚电平的翻转、置高或置低。

波形生成

PWM脉冲宽度调制信号

• 脉冲宽度调制：通过调整方波信号中高电平（脉冲）的持续时间（宽度），改变一个周期内高电平与低电平的时间比例（占空比），从而控制输出的平均电压。
• ​占空比计算：占空比（Duty Cycle）= 高电平时间 / 周期时间 × 100%。例如，50%占空比表示高电平和低电平时间各占一半。

我们可以利用PWM输出模拟信号，实时调整占空比可以对应模拟信号波形

在信号强的位置占空比大，信号弱的位置占空比小。

如何输出一个PWM信号

假如我们要输出一个占空比为50%的PWM信号，我们进行如下操作

首先我们做如下设置，定时器输入时钟源选择RCC（8MHz），预分频器PSC=799，自动重装寄存器ARR=9，计时器NCT选择上计数，重复计时器RCR=0。

计时器的实际运行如下

我们设置CCR1寄存器（CCR1​（Capture/Compare Register 1）是一个与定时器（Timer）模块密切相关的关键寄存器）为4，当CNT的值大于CRR1时CRR1会拉高电平向外输出高电平，当CRR1的值小于CNT时CRR1会拉低电平向外输出低电平。如下生成了占空比为50%的PWM信号。

同理我们改变CRR1的值就会得到我们需要的PWM信号

所以形成PMW是由时基单元和CCRx共同完成的，其中时基单元决定波的周期，CCRx寄存器决定占空比。

输出比较

输出比较（Output Compare）​​ 是定时器（Timer）模块的核心功能之一，用于在特定时间点控制引脚电平变化、触发中断或DMA请求。其内部结构图如下

输出比较的核心原理

​基本机制：

定时器计数器（CNT）持续递增（或递减），并与预先写入的比较寄存器（CCRx，如CCR1）​​ 进行实时比较。当 ​CNT 和 CCRx​ 的值发生不同比较时，触发比较匹配事件，根据配置改变输出引脚电平、生成中断或启动DMA传输。

输出比较有8种模式可以选择，我们常用PWM1和PWM2模式

节点2后的结构如图

输出的信号是互补的，当CH1输出高电平时，CH1N输出低电平，其中CH1N不是每个TIM都有的，在使用的时候一定要注意

极性选择

在极性选择中选择不同的极性也会对输出波形有较大的改变，如下