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STM32定时器PWM输出比较详解（适用于通用、高级定时器）

前言

在定时器中我们最常用的功能就是输出PWM，大多是用在电机控制方面，目前网络上相关资料也有很多，但是，很多不利于我们“现搜现用”我这里不是说我写的有多好，而是你搜索到此类文章时大部分是急于解决目前的问题，一段相关代码和讲解就行，当然不是学习背后的原理不重要，而是你可以自由选择当前学习方式。

结构略讲

  输出比较可以通过比较CNT与CCR寄存器值的关系，来对输出电平进行置1、置0或翻转的操作，用于输出一定频率和占空比的PWM波形。就是上面的这句话。它可以用于实现电机控速、舵机控制、LED呼吸灯等应用。

想了一下结构还是要配图进行讲解，PWM输出有多种模式，这里我用的最常用的 PWM模式。我们需要配置我上面标的红黄蓝，这三个部分的结构，当然我会对PWM模式进行分类更好的让我们理解，如以下，按照不同功能有一些变动。

(1)
定时器用到的
GPIO
初始化

(2)
定时器时基结构体
TIM_TimeBaseInitTypeDef
初始化

(3)
定时器输出比较结构体
TIM_OCInitTypeDef
初始化

(4)
定时器刹车和死区结构体
TIM_BDTRInitTypeDef
初始化

1.单路输出比较

顾名思义就是一个通道输出PWM方波。按照下面的流程

(1)
定时器用到的
GPIO
初始化 

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; 
  RCC_APBXPeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOX, ENABLE);
//上面X的地方选择自己要求的定时器端口和总线
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_X;
//上面X的地方选择自己要求的端口
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(GPIOX, &GPIO_InitStructure);
//X同上

(2)
定时器时基结构体
TIM_TimeBaseInitTypeDef
初始化 

    GENERAL_TIM_APBxClock_FUN(GENERAL_TIM_CLK,ENABLE);
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
	// 自动重装载寄存器的值，累计TIM_Period+1个频率后产生一个更新或者中断
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=a+1;	
	// 驱动CNT计数器的时钟 = Fck_int/(psc+1)
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= b+1;	
	// 时钟分频因子 ，配置死区时间时需要用到
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;		
	// 计数器计数模式，设置为向上计数
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;		
	// 重复计数器的值，没用到不用管
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter=0;	
	// 初始化定时器
	TIM_TimeBaseInit(GENERAL_TIM, &TIM_TimeBaseStructure);

(3)
定时器输出比较结构体
TIM_OCInitTypeDef
初始化

前置知识                                                                   

TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
	// 配置为PWM模式1
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
	// 输出使能
	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
	//我上面是向上计数输出所以CNT<CCR时有效配置此时输出为高电平	
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;

	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = c ;
	TIM_OC1Init(TIMX, &TIM_OCInitStructure);//选择通道1并且把上述参数传递进去。
	TIM_OC1PreloadConfig(TIMX, TIM_OCPreload_Enable);

                          

注意我上面有a,b,c三个值选择她们我们来配置PWM的周期和占空比

PWM频率：    Freq = CK_PSC(一般为72） / (b + 1) / (a + 1)

PWM占空比：    Duty = c/ (a + 1)

PWM分辨率：    Reso = 1 / (a+ 1)

2两路互补输出带死区时间

这部分和单路有很多相同部分前期准备工作

我们可以看到上面比如PA8和PB13互为互补所以它们可以用来做互补输出。就是比上面多了一部分，和改了一点

(1) 定时器用到的 GPIO 初始化

 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  // 输出比较通道 GPIO 初始化
	RCC_APB2PeriphClockCmd(, ENABLE);
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  ;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(ADVANCE_TIM_CH1_PORT, &GPIO_InitStructure);

  // 输出比较通道互补通道 GPIO 初始化
	RCC_APB2PeriphClockCmd(, ENABLE);
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  ;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(ADVANCE_TIM_CH1N_PORT, &GPIO_InitStructure);

  // 输出比较通道刹车通道 GPIO 初始化
	RCC_APB2PeriphClockCmd(, ENABLE);
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(ADVANCE_TIM_BKIN_PORT, &GPIO_InitStructure);
	// BKIN引脚默认先输出低电平
	GPIO_ResetBits(,);	
}

(2) 定时器时基结构体 TIM_TimeBaseInitTypeDef 初始化

这里同上不重复写

(3) 定时器输出比较结构体TIM_OCInitTypeDef 初始化

TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
	// 配置为PWM模式1
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
	// 输出使能
	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
	// 互补输出使能
	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable; 
	// 设置占空比大小
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse =;
	// 输出通道电平极性配置
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
	// 互补输出通道电平极性配置
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCNPolarity_High;
	// 输出通道空闲电平极性配置
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCIdleState = TIM_OCIdleState_Set;
	// 互补输出通道空闲电平极性配置
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCNIdleState = TIM_OCNIdleState_Reset;
	TIM_OC1Init(, &TIM_OCInitStructure);
	TIM_OC1PreloadConfig, TIM_OCPreload_Enable);

(4) 定时器刹车和死区结构体 TIM_BDTRInitTypeDef 初始化

// 有关刹车和死区结构体的成员具体可参考BDTR寄存器的描述
	TIM_BDTRInitTypeDef TIM_BDTRInitStructure;
  TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSRState = TIM_OSSRState_Enable;
  TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSIState = TIM_OSSIState_Enable;
  TIM_BDTRInitStructure.TIM_LOCKLevel = TIM_LOCKLevel_1;
	// 输出比较信号死区时间配置，具体如何计算可参考 BDTR:UTG[7:0]的描述
	// 这里配置的死区时间为152ns
  TIM_BDTRInitStructure.TIM_DeadTime = 11;
  TIM_BDTRInitStructure.TIM_Break = TIM_Break_Enable;
	// 当BKIN引脚检测到高电平的时候，输出比较信号被禁止，就好像是刹车一样
  TIM_BDTRInitStructure.TIM_BreakPolarity = TIM_BreakPolarity_High;
  TIM_BDTRInitStructure.TIM_AutomaticOutput = TIM_AutomaticOutput_Enable;
  TIM_BDTRConfig(, &TIM_BDTRInitStructure);
	
	// 使能计数器
	TIM_Cmd(, ENABLE);	
	// 主输出使能，当使用的是通用定时器时，这句不需要
	TIM_CtrlPWMOutputs(, ENABLE);

TIM_OSSRState：输出空闲状态选择，用于设置当定时器处于空闲状态时，是否保持输出的最后状态，还是强制输出为预设的空闲状态。它设定BDTR寄存器的OSSR位的值。
TIM_OSSIState：输出空闲状态使能，用于设置当定时器处于空闲状态时，是否关闭输出的空闲状态选择功能，以节省功耗。它设定BDTR寄存器的OSSI位的值。
TIM_LOCKLevel：锁定配置，用于设置定时器的锁定级别，防止意外修改定时器的配置。它设定BDTR寄存器的LOCK [1:0]位的值。
TIM_DeadTime：死区时间，用于设置定时器的死区发生器的延时时间，防止输出通道和互补输出通道同时有效，造成短路。它设定BDTR寄存器的DTG [7:0]位的值。
TIM_Break：刹车功能使能，用于设置是否启用定时器的刹车功能，当刹车输入信号有效时，关闭定时器的输出。它设定BDTR寄存器的BKE位的值。
TIM_BreakPolarity：刹车输入极性，用于设置定时器的刹车输入信号的有效电平是高还是低。它设定BDTR寄存器的BKP位的值。
TIM_AutomaticOutput：自动输出使能，用于设置是否启用定时器的自动输出功能，当定时器处于空闲状态时，自动恢复输出。它设定BDTR寄存器的AOE位的值。
这部分确实比较难，可以以后慢慢理解

 结语：

  在本文中，我们介绍了STM32TIM定时器输出比较功能的原理和应用，包括输出比较的电路结构、输出模式的选择、PWM波形的产生和计算。

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