定时器输出的PWM频率范围及占空比精度定时器输出的PWM频率范围及占

文章图片

我想要TIM定时器输出的PWM波形：0.1%精度占空比, 频率范围：200Hz - 10KHz。请问能实现吗？

Ⅰ
写在前面
如果有朋友下载了上一篇文章我提供的例程，在“bsp_timer.h”文件下，你就会发现有如下一段被我注释了的【说明性文字】。

文章图片

这个工程是我从之前项目中提取出来（复制部分代码），从新整理的一个的工程。里面的这个被注释了的描述文字是之前整理的，今天重新对其说明一下。

这里句题外话：
我一般都是注重让大家明白其原理，提供的工程代码以简单为原则。比如：没有添加系统，没有添加参数越界检查等额外的代码。不是让你直接拷贝过去就用，一般需要结合你实际工程，对其修改。

【定时器输出的PWM频率范围及占空比精度】

Ⅱ
解读那段文字
想要认真掌握定时器输出PWM的朋友，可以品味一下那段文字。

1.定时器的位数
在STM32中，定时器分16位和32位，这个好理解。简单的来说，就是16位定时器相关的寄存器包含计数器是16位的，计数的范围是0 ~ 0xFFFF。同理，32位计数范围为0 ~ 0xFFFF FFFF。

当然，上面提到的相关的寄存器，其实只有几个，计数器、自动重载寄存器、捕获/比较寄存器等，具体请参看手册中关于TIM寄存器章节。

截图中，频率的范围，其实说明了32位定时器的优势。但是，在STM32中，有些型号的MCU是没有32位的定时器的（具体请见选型手册，或数据手册）。

2.占空比，周期（频率）
PWM占空比是指在一个脉冲循环内，通电时间相对于总时间所占的比例。
比如：拿1KHz波形来说，占空比为20%，即高电平0.2ms。

文章图片

在STM32定时器中，占空比其实是对应【捕获/比较寄存器】的值，你可看见我提供的代码：
#define PWM_TIM_SetComparexTIM_SetCompare1

文章图片

捕获/比较寄存器有1,2,3,4，对应的其实是你输出的通道。

占空比的数值，需要结合PWM的频率，所以代码中是：
pwm_pulse= (pwm_period + 1)*Dutycycle / 100;

pwm_period：是PWM周期值；
/100代表：占空比的大小。

周期值：其实就是【自动重载寄存器 (TIMx_ARR)】是值；

看见我标记为红色的文字没有？这两个值决定了PWM的周期和占空比。

文章图片

3.计算频率和占空比
频率 = 1/周期； 1KHz的周期 = 0.001秒，即1ms.

波形频率（周期）案例：
假如计数时钟CK_CNT（看上图）一秒钟计数10M次：

我们需要1KHz波形，即1ms（波形1K）CNT计数个数为10K个，自动重载寄存器ARR设定值为10K。
我们需要10KHz波形，同理：自动重载寄存器设定值为100K。

占空比（1KHz波形）案例：
假如CK_CNT一秒钟计数1M次：

我们需要1KHz，0.1占空比波形：同上分析，ARR的值为1K，则捕获/比较寄存器 1 (TIMx_CCR1)值为1。（为什么是1？ 1KHz * 0.1% 就等于1）
我们需要10KHz，0.1占空比波形：同理计算CCR1值：等于 1KHz * 0.1% 就等于0.1。显然

两案例的结论：
1.100K > 65535，对于16位定时器来说，肯定不行啊。对于32位定时器就行。

2.CCR1的值不可能为0.1。

3.我们就需要改变计数时钟CK_CNT来达到要求，也就是分频。

4.自己设定边界值，通过修改TIMx_PSC、TIMx_ARR和TIMx_CCR三个寄存器参数，来满足自己要求。如果不能满足，那么选择32位定时器。如果32位都还不能满足，那就······

推荐阅读：
1.关于STM32的计数和延时
2.STM32F4_TIM输出PWM波形（可调频率、占空比）
3.STM32F4_TIM输入波形捕获（脉冲频率）

Ⅲ
最后