「STM32入门」TIM输出比较

输出比较的简介

输出比较英文写作OC (Output Compare)
输出比较可以通过比较CNT和CCR寄存器值的关系，来对输出电平进行置高或者置低或者翻转的操作，用于输出一定频率和占空比的PWM波形
常见应用例子如：呼吸灯，调速电机等
CCR（Capture/Compare Register的缩写，及捕获/比较寄存器）

CNT与CCR之间的逻辑关系

CNT计数自增，CCR是我们给定的一个值

PWM简介

Pulse Width Modulation 脉冲宽度调制
在具有惯性的系统中，可以通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要的模拟参量，常应用于电机控速领域
PWM的参数：
频率 = $\frac{1}{T_{s}}$
占空比 = $\frac{T_{on}}{T_{s}}$
分辨率 = 占空比变化步距

如何理解上述所说的：PWM可用于等效获得模拟参量呢？

在我们通常点亮LED实验中，我们只能给LED置1或者置0，也就是亮或者灭。但是当我们以一个很高的频率点亮熄灭，点亮熄灭，点亮熄灭...的时候，LED就会呈现出中等亮度，具体的亮暗程度就取决于亮的时间的占空比。

同理：我们不断地给电机通电断电，通电断电，通电断电...就可以让电机的速度维持在一个中等速度。

定时器的输出比较模块输出PWM

根据上面这张图，我们关注输出模式控制器这一模块。它的输入端是CNT和CCR的大小关系，输出则是oc1ref的高低电平。

在输出模式控制器中有许多输出比较模式，一般来说最常用也是这里要介绍的是PWM模式

其中具体选模式1还是模式2，向上计数还是向下计数都是可以在代码中进行配置的，这两个模式可以输出频率和占空比都可调的波形。

接下来重点介绍PWM基本结构（该图对应PWM模式1）

我们首先关注右上角的图，其中黄线代表ARR的值，蓝线代表CNT的值，红线代表CCR的值

CNT从0开始自增，一直增到ARR，也就是99，之后清0，再继续自增...一直循环下去

可以看到，我们设置CCR为30，当蓝线在红线下面时，输出高电平；当蓝线在红线上面时，输出低电平，对应PWM模式1的执行逻辑。

在这里我们发现：当我们将CCR的值设高，高电平的时间就延长，占空比升高。对应回我们的两个例子的现象就是，灯变得更亮，电机转的更快。

流程图中的REF指的就是一个频率可调，占空比也可调的PWM波形。最终再经过极性选择和输出使能，通向GPIO口。

参数计算

PWM频率：Freq = CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1)

PWM占空比：Duty = CCR / (ARR + 1)

PWM分辨率：Reso = 1 / (ARR + 1)

其中CK_PSC是系统频率72MHz，PSC是预分频系数

举个例子

如果我们要产生一个频率为1kHz，占空比为50%，分辨率为1%的PWM波形

那么

CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1) = 1000

CCR / (ARR + 1) = 50%

1 / (ARR + 1) = 1%

解得：

ARR = 99，CCR = 50，PSC = 719