一、什么是PWM（工作原理）
PWM(脉冲宽度调制)控制技术：通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）。PWM 控制的基本原理：冲量相等而开头不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。其中冲量指窄脉冲的面积；效果相同指环节输出响应波形基本相同。
二、定时器实现PWM波形输出
1.工作过程
- 在PWM输出模式下，除了CNT（计数器当前值）、ARR（自动重装载值）之外，还多了一个值CCRx（捕获/比较寄存器值）。
- 当CNT小于CCRx时，TIMx_CHx通道输出低电平；
- 当CNT等于或大于CCRx时，TIMx_CHx通道输出高电平。
这个时候就可以对其下一个准确的定义了：所谓脉冲宽度调制模式（PWM模式），就是可以产生一个由TIMx_ARR寄存器确定频率，由TIMx_CCRx寄存器确定占空比的信号。它是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。
2.PWM的通道
- CCR1寄存器：捕获/比较值寄存器：设置比较值；
- CCMR1寄存器：OC1M[2:0]位：对于PWM方式下，用于设置PWM模式1或者PWM模式2；
- CCER寄存器：CC1P位：输入/捕获1输出极性。0：高电平有效，1：低电平有效。
- CCER寄存器：CC1E位：输入/捕获1输出使能。0：关闭，1：打开。
3.PWM输出模式的区别
通过设置寄存器TIMx_CCMR1的OC1M[2:0]位来确定PWM的输出模式：
- PWM模式1：在向上计数时，一旦TIMx_CNT<TIMx_CCR1时通道1为有效电平，否则为无效电平；在向下计数时，一旦TIMx_CNT>TIMx_CCR1时通道1为无效电平(OC1REF=0)，否则为有效电平(OC1REF=1)。
- PWM模式2：在向上计数时，一旦TIMx_CNT<TIMx_CCR1时通道1为无效电平，否则为有效电平；在向下计数时，一旦TIMx_CNT>TIMx_CCR1时通道1为有效电平，否则为无效电平。
注意：PWM的模式只是区别什么时候是有效电平，但并没有确定是高电平有效还是低电平有效。这需要结合CCER寄存器的CCxP位的值来确定。
例如：若PWM模式1，且CCER寄存器的CCxP位为0，则当TIMx_CNT<TIMx_CCR1时，输出高电平；同样的，若PWM模式1，且CCER寄存器的CCxP位为2，则当TIMx_CNT<TIMx_CCR1时，输出低电平。
三、实现输出PWM
1.定时器TIM1的初始化
//PWM输出初始化
//arr：自动重装值
//psc：时钟预分频数
void TIM1_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);//
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE); //使能GPIO外设时钟使能
//设置该引脚为复用输出功能,输出TIM1 CH1的PWM脉冲波形
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; //TIM_CH1，引脚是PA8
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值 80K
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值 不分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式2
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //设置待装入捕获比较寄存器的脉冲值
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性:TIM输出比较极性高
TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure); //根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化外设TIMx
TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1,ENABLE); //MOE 主输出使能
TIM_OC1PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable); //CH1预装载使能
TIM_ARRPreloadConfig(TIM1, ENABLE); //使能TIMx在ARR上的预装载寄存器
TIM_Cmd(TIM1, ENABLE); //使能TIM1
}
2.main函数
int main(void)
{
u16 led0pwmval=0;
u8 dir=1;
delay_init(); //延时函数初始化
LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口
TIM1_PWM_Init(899,0);//不分频。PWM频率=72000/(899+1)=80Khz
while(1)
{
delay_ms(10);
if(dir)led0pwmval++;
else led0pwmval--;
if(led0pwmval>300)dir=0;
if(led0pwmval==0)dir=1;
TIM_SetCompare1(TIM1,led0pwmval);//设置不同的占空比
}
}
3.结果
keil仿真输出波形
keil仿真操作事项：点击options 选择在debug，点击debug 红色的按钮， 进入调试界面后 ，打开logic analysis窗口，打开窗口后 进入setup，会弹出一个对话框 在对话框找到一个 虚框，单击他，在弹出的实框内输入大写的 io端口，比如 用的是PC6就输入 PORTC.6 ，关闭全速运行，运行一段时间后，停止，会出现一段波形。
示波器查看波形
