PWM常见使用条件

本文介绍了微处理器如何通过软件配置来输出PWM波,包括设置定时器周期、接通时间、输出方向和启用PWM控制器。PWM的优势在于其数字形式,减少噪声影响,并可替代模拟信号进行控制,尤其适合闭环控制系统以提升精度。

序言

控制领域现在存在非常多的调制方法,但其最终输出的目标是一致的,那就是要输出相应的PWM波,从而通过相应芯片来实现目标。那么,使用PWM的条件是什么呢?换句话说,软件完善哪些条件后芯片便可输出需要的PWM波呢?

正文

微处理器要求在软件中完成以下工作:
** 设置提供调制方波的片上定时器/计数器的周期
在PWM控制饥困起中设置接通时间
设置PWM输出方向,输出一般是一个通用的IO管脚
启动定时器
使能PWM控制器**
PWM优点:全程为数字形式,不需要数模转换,这样可以将噪声影响降至最低。
从某种程度上来说,PWM波可以替代模拟信号来进行简单的控制,如果系统中含有传感器的话,可考虑实现闭环控制,从而达到更高控制精度的目的。

在 Keil µVision 中,**无法直接像示波器一样实时查看 PWM 波形**,但可以通过 **逻辑分析仪(Logic Analyzer)功能** 模拟查看 GPIO 引脚输出的 PWM 波形。这通常是在 **软件仿真(Simulator)** 或 **硬件调试(使用调试器如 ST-Link、J-Link)** 的情况下实现的。 以下是使用 Keil 查看 PWM 波形的详细步骤(以 STM32 为例): --- ### ✅ 一、前提条件 1. **使用 Keil µVision5** 2. **使用 STM32 HAL 库或标准外设库** 3. **配置了 PWM 输出(使用定时器)** 4. **使用调试器连接目标板,或使用 Simulator 模拟运行** --- ### ✅ 二、配置 PWM 输出(以 STM32F103 为例) ```c #include "stm32f1xx_hal.h" TIM_HandleTypeDef htim2; void PWM_Init(void) { __HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF1_TIM2; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); htim2.Instance = TIM2; htim2.Init.Prescaler = 72 - 1; // 72MHz / 72 = 1MHz htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; htim2.Init.Period = 1000 - 1; // 1kHz htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1); } int main(void) { HAL_Init(); SystemClock_Config(); PWM_Init(); while (1) { // 主循环 } } ``` --- ### ✅ 三、在 Keil 中查看 PWM 波形的步骤 #### 1. 编译并下载程序到目标板 - 使用调试器连接目标板(如 ST-Link) - 点击 Keil 中的 **"Debug" -> "Start/Stop Debug Session"**(或按 `Ctrl+Shift+D`) #### 2. 打开逻辑分析仪(Logic Analyzer) - 调试状态下,点击菜单:**"View" -> "Analysis Windows" -> "Logic Analyzer"** - 点击逻辑分析仪窗口右下角的 **"+"** 按钮 - 输入要查看的引脚,格式为:`PORTx.n`(如 `PORTA.0`) #### 3. 设置显示格式(可选) - 选中添加的信号,右键选择 **"Setup"** - 可设置为 **Analog** 显示为模拟波形,或 **Digital** 显示为高低电平 #### 4. 运行程序,观察波形 - 点击调试工具栏的 **Run** 按钮(绿色三角) - 在 Logic Analyzer 窗口中即可看到 PWM 输出波形 --- ### ✅ 四、使用 Simulator 查看 PWM 波形(无需硬件) 1. 在 Keil 中点击 **"Project" -> "Options for Target" -> "Debug"** 2. 选择 **Simulator** 而不是调试器 3. 编译后进入调试模式,重复上述步骤打开 Logic Analyzer 并添加引脚 > ⚠️ 注意:Simulator 模拟器不支持所有外设行为,某些寄存器操作可能无法真实模拟 PWM 输出。 --- ### ✅ 五、常见问题 | 问题 | 原因 | 解决方法 | |------|------|----------| | 看不到波形 | 引脚未正确配置为复用推挽输出 | 检查 GPIO 配置 | | 波形不正确 | 定时器参数配置错误 | 检查 Prescaler 和 Period | | 逻辑分析仪不更新 | 没有运行程序 | 点击 Run 按钮运行程序 | --- ###
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