2. 案例2

任务定义

本案例要求使用逻辑分析仪捕获MCU输出的PWM波形，通过测量实际占空比并与设定值比对，定位PWM配置错误。目标板为STM32F103C8T6最小系统板，定时器TIM3的CH1（PA6）输出PWM，设定频率1kHz、占空比60%。若实测占空比偏离设定值超过±2%，判定配置存在错误，需按排查流程修正。

硬件连接与测量拓扑

PWM初始化代码（含故意配置错误）

以下代码初始化TIM3_CH1输出PWM。当前版本中故意将预分频器设置为71（正确应为71，但ARR设置为999时频率计算为72MHz/(71+1)/(999+1)=1kHz），实际错误在于比较寄存器CCR1被错误设置为500（正确应为600），导致占空比变为50%而非设定值60%。

// pwm_config.c - STM32F103 TIM3_CH1 PWM初始化
#include "stm32f10x.h"

void PWM_Init(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
    
    // 1. 使能时钟
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    
    // 2. 配置PA6为复用推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    
    // 3. TIM3时基配置：72MHz/(71+1)=1MHz计数频率
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 71;      // 预分频 71 → 1MHz
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 999;        // ARR=999 → 1kHz
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);
    
    // 4. PWM模式配置
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 500;           // CCR1=500 → 占空比50%（错误值）
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
    TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);
    
    // 5. 使能TIM3
    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}

int main(void) {
    PWM_Init();
    while(1) {
        // 主循环空转，PWM由硬件持续输出
    }
}

逻辑分析仪捕获与测量步骤

使用Saleae Logic 16逻辑分析仪（或兼容设备），按以下步骤操作：

将逻辑分析仪CH0通道探针连接至PA6引脚，GND探针连接至系统公共地；
打开逻辑分析软件，设置采样率10MS/s（每周期采样10000点，足够精确测量1kHz信号）；
设置触发条件为CH0上升沿，捕获时长10ms（约10个完整周期）；
点击“开始”后给MCU上电或复位，自动捕获波形；
在软件中使用“测量”工具，分别测量高电平时间、低电平时间和周期。

测量结果与错误判定

捕获波形后，测量工具应显示以下数据（预期值，非实测结果）：

周期：1.000ms（对应频率1kHz）
高电平时间：0.500ms
低电平时间：0.500ms
实际占空比 = 0.500ms / 1.000ms = 50%

设定目标占空比为60%，实测50%偏差达10%，远超±2%容差，判定PWM配置存在错误。根据排查流程，检查TIM_TimeBaseStructure和TIM_OCInitStructure参数，发现TIM_Pulse = 500应为600（600/1000=60%）。修正该值后重新编译烧录，再次捕获波形，高电平时间应变为0.600ms，占空比恢复为60%。

验证方法与判定标准

验证步骤：

修正代码中TIM_Pulse为600，重新编译并烧录至目标板；
重复上述逻辑分析仪捕获流程，测量高电平时间与周期；
计算占空比 = 高电平时间 / 周期 × 100%。

判定标准：

实测占空比在58%~62%范围内（即60%±2%），判定PWM配置正确，案例通过；
若实测占空比仍偏离此范围，需进一步检查时钟配置（如HSE是否起振、PLL倍频系数）或GPIO复用设置。

注意：上述“预期值”为基于代码逻辑的确定性推算结果，实际测量值需通过逻辑分析仪真实捕获获得，不得以推算代替实测。