3、PWM软件配置：时钟源选择、预分频器设置、自动重装载值配置、比较值配置

好，咱们进入正题。PWM 的软件配置，说白了就是搞定四个寄存器：时钟源、预分频器、自动重装载值和比较值。这四个东西配合好了，PWM 才能按你的心意输出波形。

我刚开始做 PWM 驱动时，总觉得配置很简单，不就是写几个寄存器嘛。结果有一次，电机转起来嗡嗡响，频率完全不对。查了半天，发现是时钟源选错了，预分频算得也不对。嗯，从那以后，我每次配置都会老老实实把时钟树过一遍。

3.1 时钟源选择

时钟源是 PWM 的“心跳”。没有它，定时器根本跑不起来。不同芯片的时钟源选项不太一样，但大体上分三类：

内部时钟（CK_INT）：最常用，直接来自系统时钟或 APB 总线时钟。
外部时钟模式 1（TIx）：从外部引脚输入时钟信号，适合需要同步外部事件的场景。
外部时钟模式 2（ETR）：通过专门的 ETR 引脚输入，频率可以更高。

我个人习惯，90% 的场景都用内部时钟。简单、可靠，不容易出幺蛾子。只有做特殊同步或编码器应用时，才会考虑外部时钟。

小提示： 选时钟源时，记得查一下芯片的时钟树框图。有些定时器挂在 APB1 上，有些挂在 APB2 上，最大频率不一样。我见过有人把挂在 APB1 上的定时器配到 72MHz，结果死活不工作——因为 APB1 最高只有 36MHz。

3.2 预分频器设置

时钟源选好了，接下来就是预分频器（PSC）。它的作用是把时钟频率降下来，让定时器计数不那么快。

预分频器的值怎么算？公式很简单：

定时器时钟频率 = 时钟源频率 / (PSC + 1)

举个例子，时钟源是 72MHz，你想要定时器跑在 1MHz，那么：

PSC = 72MHz / 1MHz - 1 = 71

注意，预分频器寄存器通常是 16 位的，所以 PSC 的取值范围是 0~65535。如果你算出来的值超过这个范围，就得考虑换时钟源或者调整系统时钟了。

注意： 预分频器的值在定时器使能后修改，不会立即生效。需要等到更新事件（UEV）发生后，新的分频值才会被加载。我曾经踩过这个坑——改了 PSC 以为立刻生效，结果波形还是老样子，折腾了半天才发现要等一个更新事件。

3.3 自动重装载值配置

自动重装载值（ARR）决定了 PWM 的周期。说白了，就是定时器从 0 数到 ARR，然后重新从 0 开始。

PWM 的频率计算公式：

PWM频率 = 定时器时钟频率 / (ARR + 1)

结合前面的预分频，完整的公式就是：

PWM频率 = 时钟源频率 / ((PSC + 1) * (ARR + 1))

举个例子，你想要一个 1kHz 的 PWM，时钟源 72MHz，预分频后定时器时钟为 1MHz：

ARR = 1MHz / 1kHz - 1 = 999

ARR 也是 16 位的，最大 65535。如果你需要更低的频率，可以加大 PSC 或者 ARR。但要注意，ARR 越大，PWM 的分辨率就越高（因为比较值的步进更细）。

  经验之谈： 我一般先定 PWM 频率，再反推 PSC 和 ARR。比如做 LED 调光，频率选 1kHz 就够，人眼看不出来闪烁。但做电机控制，频率至少 10kHz 以上，不然电机噪音大得吓人。

3.4 比较值配置

比较值（CCR）是 PWM 的“灵魂”。它决定了占空比——也就是高电平占整个周期的比例。

占空比计算公式：

占空比 = CCR / (ARR + 1) * 100%

比如 ARR = 999，你想要 50% 占空比：

CCR = 999 * 50% = 499.5 → 取整为 499 或 500

注意，CCR 不能大于 ARR，否则输出会一直为高电平（或低电平，取决于极性配置）。

比较值可以在运行时动态修改，实现呼吸灯、电机调速等效果。但要注意修改时机——最好在更新事件发生时修改，避免产生不完整的脉冲。

小技巧： 我写 PWM 驱动时，习惯把 CCR 的更新放在定时器更新中断里。这样能保证每个周期都更新一次，波形非常平滑。如果放在主循环里更新，可能会因为中断优先级问题导致更新不及时，波形出现抖动。

3.5 配置流程总结

说了这么多，咱们把整个配置流程串起来。下面这张图可以帮你理清思路：

3.6 完整配置示例

下面是一个完整的 PWM 配置代码示例，以 STM32 为例：

// 目标：输出 1kHz、50% 占空比的 PWM
// 时钟源：72MHz（内部时钟）

// 1. 使能定时器时钟
RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_TIM2EN;

// 2. 配置预分频器：72MHz / (71+1) = 1MHz
TIM2->PSC = 71;

// 3. 配置自动重装载值：1MHz / (999+1) = 1kHz
TIM2->ARR = 999;

// 4. 配置比较值：50% 占空比
TIM2->CCR1 = 500;

// 5. 配置输出模式：PWM 模式 1，极性高
TIM2->CCMR1 |= TIM_CCMR1_OC1M_1 | TIM_CCMR1_OC1M_2;  // PWM 模式 1
TIM2->CCER |= TIM_CCER_CC1E;  // 使能输出

// 6. 使能定时器
TIM2->CR1 |= TIM_CR1_CEN;

重要提醒： 配置顺序不能乱！一定要先配 PSC 和 ARR，再配 CCR，最后使能输出。如果先使能定时器再配寄存器，可能会产生不完整的第一个脉冲。我吃过这个亏——示波器上看到第一个脉冲宽度不对，查了半天才发现是配置顺序的问题。

3.7 常见问题与避坑

问题	原因	解决方法
PWM 频率不对	时钟源选错或预分频算错	重新计算 PSC 和 ARR，确认时钟树
占空比始终为 0% 或 100%	CCR 超出范围或极性配置反了	检查 CCR 是否 ≤ ARR，检查 CCER 极性位
第一个脉冲异常	配置顺序不对	先配寄存器，再使能定时器
修改占空比后波形抖动	CCR 更新时机不对	在更新中断中修改 CCR

嗯，以上就是 PWM 软件配置的核心内容。时钟源、预分频器、自动重装载值、比较值，这四个参数搞明白了，PWM 配置就掌握了八成。剩下的就是根据具体芯片的手册，把寄存器配对就行。

📚 课程目录

3、PWM软件配置：时钟源选择、预分频器设置、自动重装载值配置、比较值配置

3.1 时钟源选择

3.2 预分频器设置

3.3 自动重装载值配置

3.4 比较值配置

3.5 配置流程总结

3.6 完整配置示例

3.7 常见问题与避坑