认知里的PWM脉冲宽度调制

针对PWM，官方的解释是这样：PWM，也称脉冲宽度调制，它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。这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字信号对模拟威廉希尔官方网站 进行控制的一种非常有效的技术。

当然可以这样理解。有5V电源，要控制一台灯的亮度，有一个传统办法，就是串联一个可调电阻，改变电阻，灯的亮度就会改变。还有一个办法，就是PWM调节。不用串联电阻，而是串联一个开关。假设在1秒内，有0.5秒的时间开关是打开的，0.5秒关闭，那么灯就亮0.5秒，灭0.5秒。这样持续下去，灯就会闪烁。

如果把频率调高一点，比如是1毫秒，0.5毫秒开，0.5毫秒灭，那么灯的闪烁频率就很高。我们知道，闪烁频率超过一定值，人眼就会感觉不到。所以，这时你看不到灯的闪烁，只看到灯的亮度只有原来的一半。同理，如果1毫秒内，0.1毫秒开，0.9毫秒灭，那么，灯的亮度就只有原来的10分之一。

这就是PWM的基本原理。总的来说，都是保持一定的电压或电流不变，但改变一定周期内的导通和关断时间。这样等效于保持导通，但改变电压或电流大小。

第一次用的PWM是电机。理论上可以在-UU之间线性调节电压及方向，使电机正反转，对于风扇一般是不改变风向，也就是0u之间调节，直流电机基本采用调电压调速。也就是采用PWM调电压，进而调节速度。

说到PWM，就要说到占空比。那么什么是占空比：pwm占空比就是一个脉冲周期内高电平的所整个周期占的比例。

要想了解PWM首先就要从寄存器

计数器寄存器（TIM_CR1）:计数器寄存器是一个16位的寄存器，其中：

1.ARPE位是自动重装载允许位。

2.DIR位是控制计数方式位。

3.URS位是控制事件更新请求源。

4.UDIS位禁止事件更新。

5.CEN使能计数器。

其次是预分频器（TIMx_PSC）：预分频器可以将计数器的时钟频率按1到65536之间的任意值分频。在预分频寄存器对主频率分频后，提供给计数器，作为计数器的时钟。它是基于一个在TIMx_PSC寄存器中的16位寄存器控制的16位计数器。

因为这个控制寄存器带有缓冲器，它能够在工作时被改变。但是预分频器的新参数会在下一次更新事件到来时被调用。例如，预分频器的参数从1变到2时，计数器的时序图应该是：

再次是自动重装载寄存器（TIMx_ARR）：自动重装载寄存器也是一个16位的寄存器。实际上自动重装载寄存器实际上对应着2个寄存器。一个是程序员可以直接操作的寄存器，一个是程序员看不到的影子寄存器。实际上真正起作用的开始影子寄存器。而这两个寄存器是如何配合工作的，则需要TIMx_CR1寄存器的APRE位设置：

当APRE=0时，预装载寄存器的参数实时的传送给到影子寄存器，并没有实现预装载的功能；

当APRE=1时，在每一次事件更新时，预装载寄存器的参数才会被传送到影子寄存器。

而PWM的频率是通过预分频参数和自动重装载寄存器的参数确定的。预分频的参数确定了计数器的时钟，自动重装载寄存器的参数确定了在这个时钟频率下的计数次数，即周期。举个例子：如果系统主频率是72M，psc=8，那么，计数器的时钟就是72M/(8+1)=8M；arr=2000，那么PWM会在8M的频率下每次计数2000次之后会进入到下一个计数循环。而PWM的占空比精度于预分频参数有关，预分频参数越小，精度越高；反之就越低

从下面的定时器时钟框图可以看出，事件U更新是在预分频后，捕获比较之前，而CC4I是中断和DMA输出。所以PWM在每一个周期之后会有一个中断，在来了中断之后，才会更新事件，这样就保证了PWM的每个周期都能够正常完成，而不会导致波形失真。