STM32 高级定时器周期、频率、占空比、对外输出电压详解

STM32 高级定时器最近在研究电机，对TIM定时器研究了一些，将一些存在疑惑的问题，通过试验和示波器分析，得到以下结论，供大家学习参考

1.介绍输出电压高低判断

输出比较时：OC1对外输出电压为示波器可以读取的电压，也是我们最终使用的电压，在这个电压输出前，有很多的配置，如下图

在工作状态时，首先是设置模式。
对应这句TIM_OCInitStructure.OCMode = TIM_OCMODE_PWM2;
比较方法满足后，就根据模式的判断输出相对应的参考电平，参考电平的高低是确定死的，相应的值通过你自己设置的比较模式去判断得到参考电平。

然后我们还会配置极性
对应这句 TIM_OCInitStructure.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
极性就是确定参考电平的高低电压来了后，通过我们设置的极性为那种有效，最终决定最终对外输出的电压值值。

TIM_TimeBaseStructure.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;这句就是设置计数是递增还是递减、或者中心模式，也会决定参考电平的高低，详细看参考电平模式详解。

2.周期、频率

定时器计数器的频率计算
名称解释：

TIMxCLK（总线的频率F103 高级定时器72Mhz F407为84Mhz）

PSC：分频因子一般设置10，系统会认为是11，所以设置时为 PSC=【（你期望的值）-1】
为啥是这个样子，系统设定的，详见参考手册

ARR：重装载寄存器，会影响占空比值，会影响定时器频率值，根据测试此值从0开始计算，所以会出现 ARR =【（你期望的值）-1】

/* 累计 TIM_Period个后产生一个更新或者中断*/
/* 当定时器从0计数到PWM_PERIOD_COUNT，即为PWM_PERIOD_COUNT+1次，为一个定时周期 */
#define PWM_PERIOD_COUNT     （1000-1）/* 通用控制定时器时钟源TIMxCLK = HCLK/2=84MHz */
/* 设定定时器频率为=TIMxCLK/(PWM_PRESCALER_COUNT+1) */
#define PWM_PRESCALER_COUNT     （1680-1）

频率计算公式f=TIMxCLK/ （（PSC+1）*（ARR+1））
按照上面代码的值假设板卡为F407，定时器频率为84Mhz，定时器计数器计算下来的频率为50Hz，要区分定时器频率，这个是固有的，是通过时钟分配频率得出的，而我们调整的是在这个频率下，定时器计数器的频率值

3.占空比

占空比就是在一个周期内，高电平占整个周期的比例
例如周期为20ms的波（50Hz），占空比为50%，则高电平为10ms时长，至于那一段是高电平，这个是你自己的配置决定。

但在stm32配置的时候，运用的思想是这个，但是实际是一些区别的

我们看下面这段错误的代码

TIM_TimeBaseStructure.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;//计数模式向上增长
/*PWM模式配置*/TIM_OCInitStructure.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;      // 配置为PWM模式1TIM_OCInitStructure.Pulse = 0.5/20.0*PWM_PERIOD_COUNT;    // 默认占空比TIM_OCInitStructure.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;/*当定时器计数值小于CCR1_Val时为高电平*/TIM_OCInitStructure.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;

TIM_OCInitStructure.Pulse = 0.5/20.0*PWM_PERIOD_COUNT; 设置占空比

PWM_PERIOD_COUNT 我们定义 #define PWM_PERIOD_COUNT （1000-1）就是999

这个TIM_OCInitStructure.Pulse目标就是设置舵机的占空比
舵机周期是20ms，0.5ms-2.5ms之间决定了自己的转的角度，在这个区间内输出高电平，就得到你要转的角度
高电平只在0.5ms-2.5ms区间内输出高电平，其他周期内都是低电平。

周期通过PSC和ARR已经计算得出，这个周期继续被（ARR+1）划分，假设ARR为999，则计数器计一次的时钟就是20ms/1000
我们设定的Pulse就是决定在这个周期呢，有效电平的计数时长（最终有效电平对外输出高电平还是低电平，要看你的配置）

为什么上面那一段代码是错误的，实际中可能一些情况对比，是可以运行的
但是是错误的

我们假设要在20ms输出50%占空比高电平，需要持续10ms
则TIM_OCInitStructure.Pulse=500；就可以了

占空比=TIM_OCInitStructure.Pulse/（ARR+1）
那一段代码中ARR值是1000-1，所以分母错误，这一点在很多教程中都没有注意。高频率下问题就会体现，在低频率，因为值比较大，少一点体现不出来。

另外这个TIM_OCInitStructure.Pulse只能是整数设置小数会被舍去小数点后面的值

如果我们要占空比37.5%
假设ARR=10-1
TIM_OCInitStructure.Pulse=3.75
占空比=TIM_OCInitStructure.Pulse/（ARR+1）在系统中会被设置为30%

那如何调整到37.5%
增大ARR的值，为了保证频率不变，再降低PSC的值
假设ARR=1000-1
TIM_OCInitStructure.Pulse=375
占空比=TIM_OCInitStructure.Pulse/（ARR+1）在系统中会被设置为37.5%

来张总结图