一、PWM简介

1.介绍

脉冲调制技术（PWM Pulse Width Modulatio)，百度百科上的解释是一种模拟控制方式，根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置，来实现晶体管或MOS管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变。用普通话来解释就是通过控制一个周期中的脉宽时间（高电压时间）来实现输出电压的变化。

2.PWM的主要参数

于是为了控制PWM输出的电压值，我们就需要控制以下变量

周期T 脉宽时间T1

输出的占空比就等于T1/T

二、PWM产生方式

1，普通IO口

为了产生可控的PWM信号我们只需要产生一个周期T，然后把这个周期的一段时间T1拉高就好了。自然而然我们可以使用定时器产生一个人为的周期，例如在定时器向上计数模式中，通过定义一个变量count=0，当count小于5时给高电平，大于5时给低电平，等于10时将count重置为0，来达到模拟pwm的目的（但是由于有其他中断的干扰，不够精确）

2，PWM口

不过stm32在设计时就想到我们会使用PWM，所以T1和T8定时器有一个pwm模式，通过配置比较寄存器CRR（count），自动重装载寄存器ARR（数字10），以及预分频器TIMx_PSC（可以理解为计数的速度），捕获/比较寄存器 1TIMx_CCR1（数字5）就可以实现同样的功能。与普通IO口产生的寄存器相比更精确（说明），也耗费更少的MCU资源。

套用一下原子哥的图

最开始为低电平，CNT随着时间增加，到达CCRx时候，电平拉高，CNT继续增加，直到计数到ARR的值，电平重新拉低。

三、定时器复习

在推导出最后的公式之前，我们先简单复习一下上述的几个寄存器

自动装载寄存器 (TIMx_ARR) 人为设置的定时器计数最大值。计数器从0计数到自动加载值(TIMx_ARR计数器的内容)，然后重新从0开始计数并且产生一个计数器溢出事件。
TIM1 和 TIM8 捕获 / 比较寄存器 1(TIMx_CCR1)：用于比较的寄存器，控制最后的占空比
计数器寄存器(TIMx_CNT) ：此时定时器的计数值对于这两个寄存器，我们可以在TIM1 和 TIM8 捕获 / 比较模式寄存器 1(TIMx_CCMR1)找到以下描述
预分频器寄存器 (TIMx_PSC) ：将计数器的时钟频率按1到65536之间的任意值分频，减小频率，增加单周期的时长（计数器的时钟频率(CK_CNT)等于fCK_PSC/( PSC+1)）

四、公式推导及结论

为了以下公式的简洁以及方便理解，先做以下声明

最大计数值： ARR
比较计数值(比较寄存器): CCRx
预分频系数： PSC
计数器的时钟频率 : CK_CNT

输入预分频器的时钟频率： fCK_PSC
即计数器的时钟频率(一个cpu周期时间的倒数)：fCK_CNT

PWM的高电平时间： T1

pwm单个的周期： T

1. fCK_CNT=fCK_PSC/( PSC+1)

2. T=（ARR+1）/fCK_CNT =(ARR+1) / (fCK_PSC/(PSC+1))

3. T1=CCRx/fCK_CNT

4. 占空比=T1/T=CCRx/ARR

备注：

因为PSC和ARR都是从零开始计数，所以要+1
有四个CCRx寄存器，分别是TIMx_CCR1，TIMx_CCR2，TIMx_CCR3，TIMx_CCR4，换句话说stm32的一个定时器可以产生四路不同的的pwm信号。

五、PWM具体运用

1.电机

控制电机的基本逻辑是：改变pwm的占空比 -> 改变电压的大小 -> 改变电机的速度

步骤如下

pwm初始化，即确定自动装载值arr（计数最大值），预分频系数psc（不重要，但是为了方便以后舵机的控制，建议设为719，而arr设为1999），设置占空比初值TIMx_CCRx
通过改变TIMx_CCRx（注意不要大于ARR的值），从而改变占空比

2.舵机

舵机的角度控制仅与高电平脉宽有关，一般来说，舵机接收的PWM信号频率为50HZ，即周期为20ms。当高电平的脉宽在0.5ms-2.5ms之间时舵机就可以对应旋转到不同的角度。

综上，要控制电机需要

初始化：满足PWM信号频率为50HZ，即T=（ARR+1）/ fCK_CNT = (ARR+1)* (fCK_PSC/(PSC+1))要等于20ms ，所以一般设置psc=719,arr=1999。

T=2000/(72 000 000/720)=0.02s=20ms

2.T1要在0.5ms-2.5ms之间

引用STM32 PWM控制舵机_追兮兮的博客-CSDN博客_stm32pwm控制舵机的图示

t = 0.5ms(CRR=50, 占空比=2.5%)——————-舵机会转到 0 °
t = 1.0ms(CRR=100, 占空比=5% )——————-舵机会转到 45°
t = 1.5ms(CRR=150, 占空比=7.5%)——————-舵机会转到 90°
t = 2.0ms(CRR=200, 占空比=10%)——————-舵机会转到 135°
t = 2.5ms(CRR=250, 占空比=12.5%)——————-舵机会转到 180°

参考：STM32——PWM知识详解_笛卡尔的叹息的博客-CSDN博客_stm32pwm配置详解

STM32 PWM控制舵机_追兮兮的博客-CSDN博客_stm32pwm控制舵机