单片机输出PWM常见方法和注意事项

PWM的应用可以说非常广泛，控制电机速度、灯光亮度、通信调制等众多领域。

PWM的问题小伙伴问的比较多，最近也在用PWM，这里就分享一下关于PWM的一些内容。

什么是PWM？

PWM：Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制。

网上的解释很多，通过下图，你就能直观的理解PWM，其实就是高低电平组成的脉冲信号。

通过改变其中频率（脉冲周期）、占空比，就能应用在很多场合。

PWM常见输出方式

通过上面描述，PWM就是一个IO口以不同的时间周期输出高、低电平。

1.新手（菜鸟）级别while循环中，阻塞延时，控制IO口高低输出：

阻塞延时可以是：软件模拟延时，定时器阻塞延时等。

2.入门（初级）级别while循环中，非阻赛延时，控制IO口高低输出：

非阻赛延时可以是：定时器标识检测、RTOS（系统）延时等。

3.熟悉（中级）级别定时器中断控制IO高低电平输出：

定时器中断配置 ——> 启动定时器 ——> 响应中断，控制IO高低电平···

4.熟练（中级+）级别

定时器PWM硬件控制输出：

配置PWM对应的IO，以及定时器PWM输出 ——> 启动PWM自动输出···

比较：
上面几种PWM输出方式，前面三种都会CPU干预PWM的输出，也就是会占用CPU资源，特别是前面两种方式，不仅占用CPU，误差还比较大。

使用第三种中断方式，如果频率比较高，CPU消耗的也比较严重。这种情况适合于没有硬件PWM输出的单片机。

第四种就是单片机自带硬件PWM输出功能，只需要简单配置就可以自动输出PWM波形，无需CPU干预。

硬件输出PWM例子

这里以大家熟悉的STM32F1为例：为大家简单分享一下硬件定时器输出PWM波形。

PWM定时器相关宏定义：

PWM配置：

PWM输出函数接口：

初始化配置，调用函数接口，直接就输出PWM波形了：

输出PWM波形：

说明：

本例使用的是STM32标准外设库，如果要深入理解其中原理，还是建议使用标准外设库。

当然，如果想要快速使用PWM这个功能，不想理解其原理，可以直接使用STM32CubeMX配置生成代码：

配置注意事项

想要更加精确控制，并更加满足应用层的需求，就需要自己一步一步深入了解原理。

下面说几点常见的问题吧。

1.引脚映射

如果你使用的引脚需要映射，就需要配置对应的参数。

比如：STM32F1使用PB11（需要查看数据手册）：

需要增加对应的“映射”代码：

2.频率和占空比精度

如果使用32位定时器的话，频率范围更宽、精度也可以达到更高。比如：频率：0.01Hz、 占空比0.01%等。

如果是16位的话，其中的参数都不能超过16位（65535）：

具体可根据自己情况进行配置，比如PWM（定时器）计数时钟、分频值等。

实际应用代码，建议增加各个参数的判断，以防越界（这里为了方便理解，就写的比较简单）。

3.更多STM32都有硬件PWM输出功能，但不同的系列，其配置可能略有一些差异，简单参考官方例程以及手册。

现在大部分单片机都自带有硬件PWM输出功能，硬件的好处就是不用CPU干预。如果没有，可以尝试上面说的定时器中断的方式。