STM32单片机C语言PWM输出：PWM原理、配置和应用的实用指南

# 1. PWM基础**

脉宽调制（PWM）是一种数字技术，用于控制模拟信号的平均值。其原理是通过改变脉冲的宽度来改变输出信号的平均电压。PWM广泛应用于电子设备中，如电机控制、LED调光和音频放大。

**PWM的优点：**

- 能效高：PWM可以有效减少功率损耗，提高系统效率。
- 控制精度高：通过调整脉冲宽度，可以精确控制输出信号的平均值。
- 响应速度快：PWM具有快速的响应时间，可以实现实时控制。

# 2. STM32单片机PWM配置

### 2.1 PWM时钟配置

PWM时钟的配置是PWM输出的基础，其配置步骤如下：

1. **使能PWM时钟：**通过RCC寄存器组中的RCC_APB1ENR寄存器使能PWM时钟。
2. **选择PWM时钟源：**通过RCC_CFGR寄存器组中的RCC_CFGR3寄存器选择PWM时钟源，可以是APB1时钟或APB2时钟。
3. **计算PWM时钟频率：**根据时钟源和预分频系数计算PWM时钟频率。

// 使能PWM时钟
RCC_APB1ENR |= RCC_APB1ENR_TIM2EN;

// 选择PWM时钟源为APB1时钟
RCC_CFGR3 &= ~RCC_CFGR3_TIM2SW;

// 计算PWM时钟频率
uint32_t pwmClockFrequency = SystemCoreClock / 2;

### 2.2 PWM输出模式配置

PWM输出模式配置决定了PWM输出信号的类型，其配置步骤如下：

1. **选择PWM输出模式：**通过TIMx_CCMR1/TIMx_CCMR2寄存器组中的OCxM位选择PWM输出模式，可以是PWM模式1、PWM模式2或PWM模式3。
2. **设置PWM输出极性：**通过TIMx_CCER寄存器组中的CCxP位设置PWM输出极性，可以是正极性或负极性。

// 选择PWM模式1
TIM2_CCMR1 |= TIM_CCMR1_OC1M_1 | TIM_CCMR1_OC1M_2;

// 设置PWM输出正极性
TIM2_CCER |= TIM_CCER_CC1P;

### 2.3 PWM占空比配置

PWM占空比配置决定了PWM输出信号的占空比，其配置步骤如下：

1. **计算PWM占空比寄存器值：**根据PWM时钟频率、PWM周期和PWM占空比计算PWM占空比寄存器值。
2. **设置PWM占空比寄存器：**通过TIMx_CCR1/TIMx_CCR2/TIMx_CCR3/TIMx_CCR4寄存器组设置PWM占空比寄存器。

// 计算PWM占空比寄存器值
uint32_t pwmDutyCycleRegisterValue = (pwmDutyCycle * pwmClockFrequency) / 1000000;

// 设置PWM占空比寄存器
TIM2_CCR1 = pwmDutyCycleRegisterValue;

### 2.4 PWM中断配置

PWM中断配置允许在PWM输出信号发生特定事件时触发中断，其配置步骤如下：

1. **使能PWM中断：**通过TIMx_DIER寄存器组中的UIE位使能PWM中断。
2. **选择PWM中断事件：**通过TIMx_DIER寄存器组中的CCxIE位选择PWM中断事件，可以是更新中断、比较中断或捕获中断。
3. **设置PWM中断优先级：**通过NVIC寄存器组中的NVIC_IPRx寄存器设置PWM中断优先级。

// 使能PWM更新中断
TIM2_DIER |= TIM_DIER_UIE;

// 设置PWM更新中断优先级为3
NVIC_SetPriority(TIM2_IRQn, 3);

# 3. PWM应用

### 3.1 LED灯调光

#### 3.1.1 原理

PWM用于LED灯调光时，通过改变PWM占空比来控制LED灯的亮度。当PWM占空比增大时，LED灯的亮度变亮；当PWM占空比减小时，LED灯的亮度变暗。

#### 3.1.2 配置

对于STM32单片机，LED灯调光可以通过以下步骤配置：

1. 配置PWM时钟，确保PWM模块有足够的时钟源。
2. 选择PWM输出模式，通常选择比较输出模式