2. 硬件平台介绍：常用MCU的PWM外设资源

做PWM输出，说白了就是让硬件帮你干活。你写软件告诉它「我要一个20ms周期、占空比5%的波形」，它自己就把事办了。但前提是——你得选对硬件，还得知道怎么翻数据手册。

我刚开始学PWM时，上来就对着寄存器猛啃，结果发现不同MCU的定时器结构差异挺大。后来我养成了一个习惯：拿到一块新板子，第一件事就是打开数据手册的定时器章节，先看它有几个通道、支持什么模式。嗯，今天我们就聊聊这个。

2.1 主流MCU的PWM外设概览

市面上能跑PWM的MCU太多了，但最常用的无非两类：STM32和Arduino（AVR）。我个人的项目里，80%的PWM应用都用这两家搞定。下面这张表帮你快速建立认知：

MCU系列	典型型号	定时器数量	PWM通道数	分辨率	特色功能
STM32F1	STM32F103C8T6	7个（TIM1~TIM7）	最多16路	16位	互补输出、刹车功能
STM32F4	STM32F407VGT6	14个	最多30路	16位	高级定时器、死区插入
Arduino Uno	ATmega328P	3个（Timer0/1/2）	6路	8位	快速PWM、相位修正PWM
Arduino Mega	ATmega2560	6个	15路	8位/16位	多通道独立输出

2.2 STM32定时器家族：从基本到高级

STM32的定时器分三个层级，我当年第一次看数据手册时差点被绕晕。其实说白了就三类：

• 基本定时器（TIM6/TIM7）：只能计时，不能输出PWM。用来做延时或触发DAC。
• 通用定时器（TIM2~TIM5）：最常用。每个定时器有4个独立通道，可以输出4路PWM。支持输入捕获、输出比较。
• 高级定时器（TIM1/TIM8）：功能最全。除了通用定时器的功能，还支持互补输出、死区插入、刹车输入——做电机控制必备。

我在做无刷电机驱动时，就踩过高级定时器的坑。当时想输出一对互补PWM，结果忘了配置死区时间，上下管直接导通短路。嗯，从那以后我每次配高级定时器，都会先检查死区寄存器。

2.3 Arduino的PWM：简单但有限制

Arduino的PWM上手确实快。你写一句 analogWrite(9, 128); 就能在9号脚输出50%占空比的方波。但它的限制也很明显：

• 分辨率只有8位：占空比只能从0到255，精度远不如STM32的16位。
• 频率固定：Arduino Uno的PWM默认频率约490Hz（5、6号脚约980Hz）。想改频率？得直接操作寄存器。
• 定时器冲突：Timer0被系统用来做millis()和delay()，你改了它的分频系数，delay(1000)可能就变成delay(2000)了。

2.4 如何高效阅读数据手册的定时器章节

很多新手拿到数据手册就从头读到尾，结果看到第200页还没找到PWM配置。我个人的方法是「三看三不看」：

1. 先看目录，找到定时器章节。 STM32的数据手册里，定时器通常在「Timers」或「General-purpose timers」部分。
2. 看框图。 每个定时器章节开头都有一张功能框图。你花5分钟看懂这张图，比读10页文字都管用。
3. 看寄存器描述。 重点看TIMx_CCMR1、TIMx_CCER、TIMx_ARR、TIMx_CCR这几个寄存器。
4. 不看应用笔记里的重复内容。 数据手册只讲「是什么」，应用笔记才讲「怎么做」。
5. 不看电气特性表。 除非你在做低功耗或高频设计。
6. 不看封装信息。 那是画PCB时才用的。

2.5 定时器核心寄存器速查

不管用哪家MCU，PWM配置都绕不开下面这几个寄存器。我整理了一张速查表，你调试时可以直接对照：

寄存器	全称	作用	STM32示例	AVR示例
ARR / TOP	Auto-Reload Register	设定PWM周期	TIM2->ARR = 999	OCR1A = 19999
CCR / OCR	Capture/Compare Register	设定占空比	TIM2->CCR1 = 500	OCR1B = 1500
PSC	Prescaler	分频，降低计数频率	TIM2->PSC = 71	（通过CSR寄存器设置）
CCMR	Capture/Compare Mode Register	配置通道为PWM模式	TIM2->CCMR1 |= TIM_CCMR1_OC1M_1 | TIM_CCMR1_OC1M_2	TCCR1A |= (1 << WGM11)
CCER	Capture/Compare Enable Register	使能PWM输出	TIM2->CCER |= TIM_CCER_CC1E	TCCR1A |= (1 << COM1A1)

2.6 一张图看懂PWM配置流程

下面这张SVG图，是我自己画的一个PWM配置决策树。你照着这个流程走，基本不会漏步骤：

2.7 实战：5分钟定位PWM寄存器

假设你拿到一块STM32F103C8T6，想用TIM2的通道1输出PWM。我教你一个快速定位法：

1. 打开参考手册（RM0008），翻到目录找到「16 General-purpose timers (TIM2 to TIM5)」。
2. 看16.3节「TIMx functional description」，里面有时钟树和通道框图。
3. 翻到16.4节「TIMx registers」，找到TIM2的基地址（0x40000000）。
4. 定位CCMR1寄存器（偏移0x18），配置OC1M位为110（PWM模式1）。
5. 定位CCER寄存器（偏移0x20），使能CC1E位。
6. 配置ARR和CCR1，搞定。