STM32 : PWM 基本结构

这张图展示了PWM（脉冲宽度调制）的基本结构和工作流程。PWM是一种用于控制功率转换器输出电压的技术，通过调整信号的占空比来实现对负载的精确控制。以下是详细讲解：

PWM 基本结构

1. 时基单元

• ARR (Auto-reload register): 自动重装载寄存器，用于设置计数器的最大值。
• PSC (Prescaler): 预分频器，用于设置计数器的时钟频率。
• CNT (Counter): 计数器，根据预分频器的时钟进行计数。

2. 输出比较单元

• CCR (Capture/Compare Register): 捕获/比较寄存器，用于存储比较值。
• 运行控制: 控制PWM的启动和停止。

3. 极性选择和输出使能

• REF: 参考信号，根据比较结果产生。
• 极性选择: 确定输出信号的极性（高电平有效或低电平有效）。
• 输出使能: 控制GPIO引脚是否输出信号。

工作流程

1. 初始化

   • 设置ARR（自动重装载寄存器）的值，确定计数器的最大值。
   • 设置PSC（预分频器）的值，确定计数器的时钟频率。
   • 设置CCR（捕获/比较寄存器）的值，确定比较值。

2. 计数器操作

   • 计数器CNT从0开始递增，直到达到ARR设定的最大值。
   • 当CNT达到ARR的最大值时，计数器清零并重新开始计数。

3. 比较操作

   • 在每个计数周期中，将CNT的值与CCR的值进行比较。
   • 如果CNT < CCR，则REF置为有效电平（例如高电平）。
   • 如果CNT ≥ CCR，则REF置为无效电平（例如低电平）。

4. 输出信号

   • 根据REF的值和极性选择，生成最终的PWM信号。
   • 通过GPIO引脚输出PWM信号。

图解说明

• 蓝色斜线: 表示计数器CNT的值随时间增加。
• 红色水平线: 表示CCR的值，即比较值。
• 绿色矩形脉冲: 表示输出的PWM信号，当CNT < CCR时，输出高电平；当CNT ≥ CCR时，输出低电平。

示例配置

假设：

• ARR = 99：计数器的最大值为99。
• PSC = 1：预分频器不进行分频。
• CCR = 30：比较值为30。

工作过程

1. 计数器从0开始递增：

   • 当CNT = 0到29时，CNT < CCR，REF输出高电平。
   • 当CNT = 30到99时，CNT ≥ CCR，REF输出低电平。

2. 计数器到达最大值后清零：

   • 当CNT达到99时，计数器清零，重新开始计数。

3. 重复上述过程：

   • 每个周期内，输出一个高电平持续30个计数周期，低电平持续69个计数周期。

总结

PWM通过调整CCR的值来改变输出信号的占空比，从而实现对负载的精确控制。通过合理配置ARR、PSC和CCR，可以灵活地调整PWM信号的频率和占空比，满足不同的应用需求。

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