📚 课程目录第2章 PWM中心对齐模式配置

2. PWM中心对齐模式配置

任务目标

在单电阻FOC系统中，电流采样窗口必须避开PWM开关边沿的振荡区间。本案例完成STM32定时器PWM中心对齐模式配置，使计数器向上/向下计数，PWM输出在周期中心对称，确保ADC触发点位于PWM周期中点，避开开关噪声。

环境依赖

硬件：STM32F103（或同系列）开发板 + 电机驱动板（单电阻采样电路）
软件：STM32CubeMX生成初始化代码 + Keil/IAR/STM32CubeIDE
定时器：TIM1（高级定时器，带互补输出和刹车功能）

关键完整代码


/* TIM1 PWM中心对齐模式配置（使用STM32 HAL库） */
void MX_TIM1_Init(void)
{
    TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};
    TIM_BreakDeadTimeConfigTypeDef sBreakDeadTimeConfig = {0};

    htim1.Instance = TIM1;
    htim1.Init.Prescaler = 72 - 1;                 // 72MHz/72 = 1MHz计数时钟
    htim1.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_CENTERALIGNED1;  // 中心对齐模式1
    htim1.Init.Period = 1000 - 1;                  // PWM频率 = 1MHz/1000 = 1kHz
    htim1.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
    htim1.Init.RepetitionCounter = 0;
    htim1.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
    HAL_TIM_PWM_Init(&htim1);

    sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
    sConfigOC.Pulse = 500;                          // 50%占空比
    sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
    sConfigOC.OCNPolarity = TIM_OCNPOLARITY_HIGH;
    sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
    sConfigOC.OCIdleState = TIM_OCIDLESTATE_RESET;
    sConfigOC.OCNIdleState = TIM_OCNIDLESTATE_RESET;
    HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim1, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1);

    sBreakDeadTimeConfig.OffStateRunMode = TIM_OSSR_DISABLE;
    sBreakDeadTimeConfig.OffStateIDLEMode = TIM_OSSI_DISABLE;
    sBreakDeadTimeConfig.LockLevel = TIM_LOCKLEVEL_OFF;
    sBreakDeadTimeConfig.DeadTime = 0;              // 本例不插入死区
    sBreakDeadTimeConfig.BreakState = TIM_BREAK_DISABLE;
    sBreakDeadTimeConfig.BreakPolarity = TIM_BREAKPOLARITY_HIGH;
    sBreakDeadTimeConfig.BreakFilter = 0;
    sBreakDeadTimeConfig.AutomaticOutput = TIM_AUTOMATICOUTPUT_DISABLE;
    HAL_TIMEx_ConfigBreakDeadTime(&htim1, &sBreakDeadTimeConfig);

    HAL_TIM_MspPostInit(&htim1);
}

/* ADC触发配置：使用TIM1_TRGO，在计数器上溢/下溢时触发 */
void ADC_Trigger_Config(void)
{
    TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
    sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_UPDATE;  // 上溢/下溢均触发
    sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
    HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim1, &sMasterConfig);
}

/* 启动PWM输出 */
void PWM_Start(void)
{
    HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);
    HAL_TIMEx_PWMN_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);   // 使能互补输出
}

运行与验证

在STM32CubeMX中配置TIM1时钟源为内部时钟（72MHz），按上述参数设置预分频、周期和中心对齐模式。
将ADC注入或规则通道触发源设为TIM1_TRGO，采样时间设为最大（如239.5周期）以避开开关噪声。
编译烧录后，用示波器测量：

CH1（PWM输出）应为1kHz、50%占空比、波形关于周期中点对称的脉冲。
CH2（ADC触发信号，可测TIM1_TRGO引脚）的触发脉冲应位于PWM周期的中心点（即计数器上溢/下溢时刻）。

通过条件：示波器观察到PWM波形中心对称，且ADC触发脉冲与PWM边沿之间的时间间隔大于开关振荡衰减时间（通常>1μs），即采样点不在开关切换瞬间。

关键说明

中心对齐模式1（TIM_COUNTERMODE_CENTERALIGNED1）在计数器向下计数时置1、向上计数时置0，适合单电阻采样中需要精确控制采样点位于PWM周期中心的应用。
若使用中心对齐模式2或3，PWM输出极性翻转时刻不同，需根据实际采样窗口需求选择。
ADC触发使用TIM_TRGO_UPDATE，在计数器上溢和下溢时均产生触发事件，此时PWM输出处于稳定电平（非边沿），采样窗口避开开关噪声。