一、PWM的原理简单介绍

1、占空比

PWM通常用来驱动舵机、电机，或是让LED灯呈现呼吸效果。基本原理，就是在一定时间内，通过控制高低电平持续时间的占比，来控制输出强度。

比如以10毫秒秒为周期，低电平点亮LED。那么低电平的时间为7毫秒，高电平的时间为3毫秒，那么在视觉上，LED灯发出的光，肯定比低电平的时间为3毫秒时更亮。

（实际上LED的发光时的亮度是一定的，只是让它总体被点亮的时间变长，LED更多的时间让自己完全亮起，因为视觉滞留效应，就会感觉更亮）

而高电平的持续时间，与一个周期的时间之比，就被称为占空比。由此也可以很轻松的想到，占空比，就是控制PWM输出强度的关键。

此时我们就可以说占空比为40%。

而由这无数个高低电平切换，所形成的波形，我们就称为PWM波形。

这就算是对PWM有了简单的理解，其本质就是通过控制高低电平的变化，来控制模拟电压的大小。

2、频率

PWM还有一个重要的属性，就是频率。

比如，1秒为一个周期，也就是PWM的频率为1HZ，此时我们高电平维持0.5秒，低电平维持0.5秒，我们就会发现，LED灯，是在闪烁的。

而当我们以10毫秒为一个周期，也就是PWM的频率为100HZ时，在这个频率下，我们的肉眼是感知不到LED的闪烁的。并且因为在10毫秒内，LED快速转换了亮灭状态，LED还未完全亮起就熄灭，所以我们会感觉LED比起上者，亮度会减小一半。

在此基础上，我们在不停改变占空比，就能实现LED呼吸灯的效果。

并且，频率越大，就会让PWM输出的越平滑，但是相对应的开销也会越大，所以选择合适的频率至关重要。

所以可以看出，频率是让所驱动对象能否正常实现我们想要的效果的关键。

3、分辨率

确定电平变化的步距，越高越好，但是与频率一样，对于硬件的要求也会越高，一般情况下，1%就足够使用。

二、PWM的代码介绍

1、定时器

首先，PWM波的输出，是靠定时器来完成的。

在手册中，定时器的功能描述，我们也能看到包含了PWM的生成。

对于生成PWM，通过手册所给的框图，我们可以看到使用的是这一部分

CNT计数器，计的数会与捕获比较寄存器进行比较，也就是会CNT与CCR进行比较。

在STM32给的库函数中，有以下几种输出比较模式

其他模式用处较少，常用的是PWM模式1。

也就是说，若是向上计数，当定时器在CNT的数小于CRR时，会输出低电平，大于时，会输出高电平。

在手册中，我们能看到，在输出比较部分，还有一个选择极性的非门

通过这个非门，我们可以改变极性，也就是可以互换高低电平的变化。

当置0的时候，则没有变化。当置1的时候，则会使输出的电平颠倒。

综上所述，我们便知道了大致如何配置定时器，以实现PWM波形了。

以下是确定PWM各项数值的计算公式

2、代码部分

前半段正常开启定时器。

	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);//开启定时器时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//开启IO口时钟
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//配置为复用推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
	
	TIM_InternalClockConfig(TIM2);//设置内部时钟为定时器时钟

以我们驱动电机为例，电机要求PWM的频率在1KHZ~20KHZ之间，我们设置PWM的分辨率为1%，PWM的频率为20KHZ

根据上面的公式，我们可以通过分辨率确定ARR的值。也就是 1 / （ARR+1）= 1%，所以ARR=100-1；由此也可以确定了PSC的值，也就是72MHZ / （PSC + 1）/（ARR + 1），PSC = 36 + 1；

	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100-1;//ARR
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 36-1;//PSC
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
	TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);

接下来，便可以设置关于PWM的结构体了。

注意，我们设置的输出比较通道，示例代码用的是通道三。

	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
	TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;//选择PWM模式1
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;//向上计数模式
	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;//使能输出比较
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 50;//CRR
	TIM_OC3Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure);

最后使能定时器。

TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);

在ARR确定的情况下，我们只需要改变CRR的值，便能很轻松的改变PWM的占空比，从而改变PWM的输出强度。

为了方便，我们可以单独写一个函数，再使用库函数中的一个函数，对于结构体中的CRR的值，进行单独的修改。

void PWM_SetCompare1(uint16_t dat)
{
	TIM_SetCompare3(TIM2,dat);
}

这样，对于PWM的设置全部完成。

三、结语

贴上完整的代码

void PWM_Init(void)
{
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);//开启定时器时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//开启IO口时钟
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//配置为复用推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
	
	TIM_InternalClockConfig(TIM2);//设置内部时钟为定时器时钟
	
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100-1;//ARR
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 36-1;//PSC
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
	TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStructure);
	
	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
	TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;//选择PWM模式1
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;//向上计数模式
	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;//使能输出比较
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 50;//CRR
	TIM_OC3Init(TIM2,&TIM_OCInitStructure);
	
	TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
}

void PWM_SetCompare1(uint16_t dat)
{
	TIM_SetCompare3(TIM2,dat);
}