3. PWM基础代码生成与验证：HAL库PWM启动函数、占空比调节、逻辑分析仪抓波形

好，咱们进入实战环节。上一章我们把CubeMX配置讲透了，这一章直接上手写代码、调波形。我个人习惯是：配置完先别急着写业务逻辑，先把PWM输出搞出来，用逻辑分析仪看一眼波形再说。你想想看，如果波形都不对，后面调什么都是白搭。

3.1 HAL库PWM启动函数：到底该调哪个？

很多新手拿到HAL库，看到一堆PWM相关的函数就懵了。其实核心就三个：初始化、启动、调占空比。咱们一个一个说。

3.1.1 初始化函数

CubeMX生成代码后，MX_TIMx_Init() 已经帮你配好了时基和输出通道。这个函数在 main() 里会被自动调用，你基本不用动它。但我建议你打开看一眼，确认一下参数对不对。

// HAL库自动生成的初始化代码片段
static void MX_TIM2_Init(void)
{
  htim2.Instance = TIM2;
  htim2.Init.Prescaler = 71;          // 72MHz / (71+1) = 1MHz
  htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
  htim2.Init.Period = 999;            // 1MHz / (999+1) = 1kHz
  htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  HAL_TIM_PWM_Init(&htim2);
}

3.1.2 启动函数：HAL_TIM_PWM_Start

初始化完了，怎么让PWM真正输出？答案是 HAL_TIM_PWM_Start()。这个函数有两个参数：定时器句柄和通道号。

// 启动PWM输出
HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);   // 启动通道1

这里有个坑——很多人只调了 HAL_TIM_PWM_Init()，忘了调 Start，结果示波器上啥也没有。嗯，我刚开始也犯过这个错。

3.2 占空比调节：CCR寄存器与__HAL_TIM_SET_COMPARE

PWM的核心参数就两个：频率和占空比。频率由 Prescaler 和 Period 决定，占空比则由 CCR（捕获/比较寄存器）控制。

3.2.1 CCR寄存器原理

说白了，CCR就是一个比较值。定时器从0往上数，数到Period就归零。在这个过程中，当计数值小于CCR时，输出高电平；大于等于CCR时，输出低电平。所以CCR的值直接决定了占空比。

3.2.2 用HAL库调节占空比

HAL库提供了两个方法改CCR：

1. 直接写寄存器：TIM2->CCR1 = 500; —— 简单粗暴，但可读性差。
2. 用HAL宏：__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_1, 500); —— 推荐，代码更清晰。

// 动态调节占空比的示例
void set_pwm_duty(uint16_t duty)
{
    if(duty > 1000) duty = 1000;   // 限幅，防止溢出
    __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_1, duty);
}

// 在主循环中渐变占空比
int main(void)
{
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();
    MX_TIM2_Init();

    HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);

    uint16_t duty = 0;
    uint8_t dir = 1;

    while (1)
    {
        set_pwm_duty(duty);
        HAL_Delay(10);

        if(dir) duty += 10;
        else    duty -= 10;

        if(duty >= 1000) dir = 0;
        if(duty == 0)     dir = 1;
    }
}

3.3 逻辑分析仪抓波形：验证你的PWM

代码写完了，怎么知道对不对？别靠猜，上逻辑分析仪。我建议每个做嵌入式的人手边都备一个便宜的8通道逻辑分析仪，几十块钱，但能帮你省下大把调试时间。

3.3.1 接线方法

逻辑分析仪的接线很简单：

• 通道0：接STM32的PWM输出引脚（比如PA0/TIM2_CH1）
• GND：接STM32的GND（必须共地！）

不共地的话，波形会乱飘，甚至完全抓不到。我见过有人折腾了一下午，最后发现是地线没接。

3.3.2 软件设置

我用的是Saleae Logic Analyzer（免费版就够用）。设置步骤：

1. 采样率设到 24MHz 以上（你的PWM是1kHz，24MHz足够）
2. 采样深度设 1M samples（抓个几秒没问题）
3. 触发方式选 上升沿（这样每次抓到的波形起始点一致）
4. 添加一个 PWM分析器，软件会自动算出频率和占空比

3.3.3 波形验证清单

抓到波形后，对照这个清单检查：

3.4 本章知识体系

下面这张图把PWM从配置到验证的完整流程串起来了，你可以对照着理清思路。

3.5 常见问题与避坑

最后，我把这些年遇到的PWM相关坑总结一下，你遇到了可以直接对照排查。