FOC-Stm32中设置PWM占空比的几种方法详解

近期博主在阅读一些基于STM32的FOC代码中，对PWM占空比的设置问题很感兴趣，于是找了分别拿出来做了一下对比，来看看都是怎么来调整PWM输出的。

下图给出了PWM占空比调整的原理，在定时器循环中，有两个量：ARR 重装载值和 CCR 比较值。定时器内的计数器从0到ARR循环记录数据，通过设置比较值CCR，计数值小于CCR可输出高电平，大于CCR输出低电平，从而实现具有一定占空比的PWM信号从端口输出。从以上过程中可知，在计数器周期和CCR不变的情况下，改变CCR可以调整PWM信号占空比。

然后我们来看一看STM32CubeMX软件中对占空比的设置，在下图中通道4的Pulse值设为了1398，根据说明提示该值表示了PWM输出的比较值，那我们接下来从代码中找一找具体的设置。

使用STM32CubeMX生成芯片C语言代码，通过搜索可以发现，定时器初始函数中存在  sConfigOC.Pulse = 1398;代码。

void MX_TIM1_Init(void)
{

  /* USER CODE BEGIN TIM1_Init 0 */

  /* USER CODE END TIM1_Init 0 */

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

  /* USER CODE BEGIN TIM1_Init 1 */

  /* USER CODE END TIM1_Init 1 */
  htim1.Instance = TIM1;
  htim1.Init.Prescaler = 3-1;
  htim1.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_CENTERALIGNED1;
  htim1.Init.Period = 1400-1;
  htim1.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  htim1.Init.RepetitionCounter = 0;
  htim1.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
  if (HAL_TIM_Base_Init(&htim1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;
  if (HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim1, &sClockSourceConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  if (HAL_TIM_PWM_Init(&htim1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
  sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
  if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim1, &sMasterConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
  sConfigOC.Pulse = 0;
  sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
  sConfigOC.OCNPolarity = TIM_OCNPOLARITY_HIGH;
  sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
  sConfigOC.OCIdleState = TIM_OCIDLESTATE_RESET;
  sConfigOC.OCNIdleState = TIM_OCNIDLESTATE_RESET;
  if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim1, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim1, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim1, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_3) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sConfigOC.Pulse = 1398;
  if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim1, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_4) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sBreakDeadTimeConfig.OffStateRunMode = TIM_OSSR_DISABLE;
  sBreakDeadTimeConfig.OffStateIDLEMode = TIM_OSSI_DISABLE;
  sBreakDeadTimeConfig.LockLevel = TIM_LOCKLEVEL_OFF;
  sBreakDeadTimeConfig.DeadTime = 3;
  sBreakDeadTimeConfig.BreakState = TIM_BREAK_DISABLE;
  sBreakDeadTimeConfig.BreakPolarity = TIM_BREAKPOLARITY_HIGH;
  sBreakDeadTimeConfig.AutomaticOutput = TIM_AUTOMATICOUTPUT_DISABLE;
  if (HAL_TIMEx_ConfigBreakDeadTime(&htim1, &sBreakDeadTimeConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /* USER CODE BEGIN TIM1_Init 2 */

  /* USER CODE END TIM1_Init 2 */
  HAL_TIM_MspPostInit(&htim1);

}

   在其他库函数中，也有改变占空比的设置，比如 TIM_SetCompare1(TIM2,Ta*PWM_Period);该函数的源代码如下，第二个参数被赋予给了定时器CCR值。

void TIM_SetCompare1(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare1)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_TIM_LIST8_PERIPH(TIMx));
  /* Set the Capture Compare1 Register value */
  TIMx->CCR1 = Compare1;
}

   在HAL库函数中，也采用 __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1,TIM_CHANNEL_1,Ta*PWM_Period);更改比较值，其代码如下，同样可以看到它更改了对应定时器的CCR值。

#define __HAL_TIM_SET_COMPARE(__HANDLE__, __CHANNEL__, __COMPARE__) \
  (((__CHANNEL__) == TIM_CHANNEL_1) ? ((__HANDLE__)->Instance->CCR1 = (__COMPARE__)) :\
   ((__CHANNEL__) == TIM_CHANNEL_2) ? ((__HANDLE__)->Instance->CCR2 = (__COMPARE__)) :\
   ((__CHANNEL__) == TIM_CHANNEL_3) ? ((__HANDLE__)->Instance->CCR3 = (__COMPARE__)) :\
   ((__HANDLE__)->Instance->CCR4 = (__COMPARE__)))

 因此，以上各种函数方法都可以通过调整CCR值，更改PWM占空比。