4. PWM初始化代码实战：时钟使能、GPIO配置、定时器初始化、PWM参数设置、启动PWM输出

好，咱们直接进入正题。上一章讲了PWM的原理，这一章咱们动手写代码。很多初学者拿到开发板，第一件事就是复制粘贴例程，结果灯不亮、电机不转，一脸懵。

我刚开始做项目时也这样，后来发现——PWM初始化是有固定套路的。你只要按顺序把五步走完，基本不会出问题。哪五步？看下面这张图就清楚了。

说白了，这五步就是PWM初始化的标准动作。下面我一步步拆开讲，每一步都配上代码，你跟着敲一遍就明白了。

4.1 第一步：时钟使能

为什么第一步必须是时钟使能？因为芯片里所有外设都是靠时钟驱动的。你不开时钟，寄存器写不进去，配置了也白配。

我个人习惯用STM32的HAL库做演示，因为大部分工程师都在用。其他芯片的思路完全一样，只是寄存器名字不同。

// 使能定时器2的时钟
__HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();

// 使能GPIOA的时钟（PA0通常复用为TIM2_CH1）
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

4.2 第二步：GPIO配置

时钟开好了，接下来配GPIO。PWM输出用的是复用功能模式，不是普通的推挽输出。这个区别很重要。

你想想看，如果配成普通推挽输出，那引脚就由GPIO寄存器直接控制了，定时器根本抢不过。必须配成复用推挽输出，引脚的控制权才会交给定时器。

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0;          // PA0
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;    // 复用推挽输出
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;        // 不上拉不下拉
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF1_TIM2; // 复用为TIM2
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

4.3 第三步：定时器初始化

GPIO配好了，接下来配置定时器本身。这里要决定PWM的频率。频率由两个参数决定：预分频器(PSC)和自动重装载值(ARR)。

公式很简单：

举个例子。假设定时器时钟是72MHz，我想要一个1kHz的PWM，分辨率（占空比调节步数）是1000级。那怎么算？

// 目标：1kHz PWM，1000级分辨率
// 72MHz / (PSC+1) / (ARR+1) = 1000Hz
// 取 PSC = 72 - 1 = 71
// 则 ARR = 1000 - 1 = 999
// 验证：72,000,000 / 72 / 1000 = 1000Hz ✓

TIM_HandleTypeDef htim2;
htim2.Instance = TIM2;
htim2.Init.Prescaler = 71;          // PSC
htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
htim2.Init.Period = 999;            // ARR
htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
htim2.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
HAL_TIM_PWM_Init(&htim2);

4.4 第四步：PWM参数设置

定时器初始化完了，但还没完——你得告诉定时器：用哪个通道？极性是什么？初始占空比是多少？

这一步配置的是PWM模式、通道和比较值。比较值(CCR)直接决定占空比：

TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};
sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;      // PWM模式1
sConfigOC.Pulse = 500;                    // CCR = 500，初始占空比50%
sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH; // 高电平有效
sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim2, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1);

这里有个容易踩的坑：PWM模式1和模式2的区别。简单说：

说白了，模式1是前半段高、后半段低，模式2反过来。我99%的情况都用模式1，除非有特殊需求。

4.5 第五步：启动PWM输出

前面四步都是准备工作，这一步才是真正让引脚输出波形。很多新手配完前面四步，发现引脚没波形——就是因为忘了启动。

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

就这一行。但要注意：启动之后，占空比是可以随时修改的。比如你想在程序运行中改变亮度或速度：

// 运行时修改占空比为75%
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_1, 750);

4.6 完整代码示例

把上面五步拼起来，就是一个完整的PWM初始化函数。我习惯把它封装好，方便以后复用。

void PWM_Init(void)
{
    // 第一步：时钟使能
    __HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

    // 第二步：GPIO配置
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF1_TIM2;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

    // 第三步：定时器初始化
    TIM_HandleTypeDef htim2 = {0};
    htim2.Instance = TIM2;
    htim2.Init.Prescaler = 71;          // 72MHz / 72 = 1MHz
    htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
    htim2.Init.Period = 999;            // 1MHz / 1000 = 1kHz
    htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
    htim2.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE;
    HAL_TIM_PWM_Init(&htim2);

    // 第四步：PWM参数设置
    TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};
    sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
    sConfigOC.Pulse = 500;              // 初始占空比50%
    sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
    sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
    HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim2, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1);

    // 第五步：启动PWM输出
    HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);
}

好了，PWM初始化的五步法就这些。代码不长，但每一步都有讲究。你把这五步记牢了，换任何芯片、任何定时器，思路都一样——只是寄存器名字和库函数名不同而已。