【STM32CubeMX学习教程】——5.PWM模式配置（通用定时器）

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一、PWM基础概念

PWM（Pulse Width Modulation，脉宽调制）是一种通过调节脉冲宽度来控制模拟信号的技术。在STM32中，定时器可以生成高精度的PWM信号。

PWM关键参数：

• 频率： 1秒内完整周期数（F = 1/T）
• 占空比： 高电平时间占整个周期的比例（D = Ton/T）
• 分辨率： 占空比可调的最小步长

二、PWM模式类型

1. PWM模式1

• 特点：
  • 向上计数时：CNT < CCRx时输出有效电平，否则输出无效电平
  • 向下计数时：CNT > CCRx时输出无效电平，否则输出有效电平
• 适用场景： 大多数标准PWM应用

2. PWM模式2

• 特点：
  • 向上计数时：CNT < CCRx时输出无效电平，否则输出有效电平
  • 向下计数时：CNT > CCRx时输出有效电平，否则输出无效电平
• 适用场景： 需要反相PWM信号的应用

三、STM32CubeMX定时器配置

1.新建工程

1.双击打开桌面下载好的STM32CubeMX，点击File–>New Project，或直接点击ACCEE TO MCU SELECTOR

2.在左边搜索栏里输入使用的芯片型号，右边选中并开始创建

2.设置RCC时钟源

设置高/低速时钟源都由外部晶振产生。

3.设置定时器参数

1.PWM模式参数设置（以TIM4的通道1为例）

注：

1. Input Capture direct mode（输入捕获直接模式）：或叫“直连模式”，通过定时器的一个通道直接捕获输入信号的上升沿或下降沿。
　　　　　　　　　　　　　　　　
2. Input Capture indirect mode（输入捕获间接模式）：或叫“非直连模式”，使用定时器的两个通道（如通道1和通道2）来分别捕获输入信号的上升沿和下降沿，比如同时测量输入信号的上升沿和下降沿时，由于一个通道只能配置一种边沿触发，所以将通道1配置为上升沿捕获（直连），将通道2配置为下降沿捕获（非直连）来配合使用。
　　　　　　　　　　　　　　　　
3. Input Capture triggered by TRC（TRC触发输入捕获）：捕获操作由定时器的内部触发控制器（Timer Trigger Controller, TRC）控制，而非直接由外部输入信号触发，TRC触发就是：不是信号本身决定何时捕获，而是由TRC来决定何时捕获。
　　　　　　　　　　　　　　　　
4. Output Compare No Output（输出比较无输出模式）：定时器的比较功能正常，可以产生比较事件和中断，但没有输出，不会让引脚上的电平发生变化。
　　　　　　　　　　　　　　　　
5. Output Compare CH1（输出比较CH1模式）：定时器通道1的输出比较功能，通过比较计数器(CNT)与捕获/比较寄存器(CCR1)的值来控制输出引脚的电平状态。
　　　　　　　　　　　　　　　　
6. PWM Generation No Output （PWM生成无输出模式）： PWM生成逻辑但是不输出波形，比较事件、中断、DMA请求正常产生，不影响物理输出引脚的电平状态。
　　　　　　　　　　　　　　　　
7. PWM Generation CH1（PWM生成CH1模式）：定时器通道1的PWM输出功能,通过比较计数器(CNT)与捕获/比较寄存器1(CCR1)的值，在每个引脚上输出PWM波形。

2.关于是否需要定期器中断

大多数情况下，PWM配置不需要开启中断。只有在特定需求下才需要开启中断。
需要开启中断的情况：
1）需要实时监控PWM状态时
2）需要精确控制占空比变化时
不需要开启中断的情况：
1）单纯的PWM输出
2）电机速度控制（除非需要精确换相）
3）LED调光控制
4）普通的信号生成

4.时钟配置

1.时钟源设置
默认时钟源是由内部RC振荡器产生，可通过图中按钮进行修改，外部晶振数值取决于实际电路板上的晶振大小.

提示：

• 这里用到的芯片的最大时钟频率是100MHz，有的芯片最大只有72MHz，实际最大频率可通过查看芯片数据手册确定。

2.时钟频率设置

①PLLM—PLL输入时钟分频系数，根据自己需要的系统时钟频率来进行修改
②PLLN—主PLL倍频系数（自动计算）
③PLLP—主PLL分频系数（自动计算）
④SYSCLK—系统时钟
⑤HCLK—AHB总线时钟，由系统时钟SYSCLK 分频得到，一般不分频，等于系统时钟
⑥APB1/APB2 Prescaler—APB1/APB2总线的预分频系数，可根据需要修改

5.工程管理

1.工程设置
注：工程路径中不能有中文，否则会输出错误。
库文件要提前下载好，具体方法在 “【STM32CubeMX学习教程】——1.软件安装” 这一篇文章中有提到。

2.代码生成设置

6.生成源码

1.点击右上角按钮生成代码，之后会出现下面的窗口，再点击打开工程即可在用keil查看工程代码。

四、PWM相关代码

1.定时器4配置函数

void MX_TIM4_Init(void)
{

  TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};
  TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
  TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};

  htim4.Instance = TIM4;
  htim4.Init.Prescaler = 95;
  htim4.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
  htim4.Init.Period = 999;
  htim4.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV4;
  htim4.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
  if (HAL_TIM_Base_Init(&htim4) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;
  if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim4, &sClockSourceConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  if (HAL_TIM_PWM_Init(&htim4) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
  sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
  if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim4, &sMasterConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
  sConfigOC.Pulse = 499;
  sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
  sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
  if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim4, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  
  HAL_TIM_MspPostInit(&htim4);

}

2.在主函数中启动PWM

int main(void)
{
    // HAL初始化（自动生成）
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();
    MX_TIM4_Init();
    
    // 用户代码：启动PWM
    HAL_TIM_PWM_Start(&htim4, TIM_CHANNEL_1);
    
    // 如果需要互补输出（高级定时器）
    // HAL_TIMEx_PWMN_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);
    
    while(1) {
        // 主循环
    }
}

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