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什么是PWM？一个最简单的PWM输出例子：定时器对PWM输出的作用如何利用定时的功能控制PWM占空比？PWM输出实例——舵机和电机以舵机为例：以PWM控制的TMOTOR电机为例：

什么是PWM？

到目前为止，我们在谈论单片机输入输出的时候，都是以数字信号传输，也就是0（低电平）和1（高电平）状态，如果你用电压表去测量单片机IO口的引脚电平，那么0就为0V，1就为3.3V/5V。

PWM所要做的，就是实现[0,1]之间的电平状态，也就是说PWM输出的时候，电压就可以是0到3.3V/5V之间的任意一个值。

PWM（Pulse Width Modulation），全称是脉冲宽度调制技术，简称脉宽调制，是利用MCU的数字输出来对模拟电路进行控制的一种技术。

一个最简单的PWM输出例子：

While(1){IO输出高电平；Delay（1S）；IO输出低电平；Delay（1S）；}

以上的代码我们可以输出一个占空比为50%的PWM波。我们把一个周期内高电平时间所占整个周期的比例称为占空比，在这里，我们的周期是2S。

一个PWM输出的占空比决定了输出的模拟量大小，如果此时你用电压表测量输出，那么你将会得到U=2.33V（有效值的定义）。

同样我们可以通过调整延时时间的方式来调整占空比，进而得到不同的电压值。

占空比=20%，U=1.47V

由此我们也可以推出，如果单纯让我们的IO口输出一个高电平，这相当于我们输出了一个周期为无穷大，占空比为1的PWM波（虽然此时我们一般不叫它为PWM波了）。

对于一个控制对象而言，功率是决定它正常工作程度的一个物理量，所以当我们可以调整输出的电压时，也就改变了控制对象的工作状态。电机调速的例子就是这样，当输出的功率不同时，电机的工作状态即转速就会不一样。

定时器对PWM输出的作用

定时器/计数器，几乎是每个MCU都有的一个功能，他们的本质是有一个累加的计数寄存器，可以实现从0开始计数到计数寄存器位数充满为止。（如8位的计数寄存器，计数范围就是0到255，16位的就是0到65535）

对于一个MCU来说，拥有“可编程功能”是最核心的东西。对于STM32的定时器和单片机来说，你可以设置它的：

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计数方向：向上计数/向下计数/中间计数模式。

计数下限/初始值：通常称为重装值ARR，即当计数满溢出后新的计数初始值，STM32设置ARR的寄存器为16位，就是能设置0到65535之间的任意整数值。

计数周期/频率f：和你设置的重装值ARR有关，和你所使用的定时器TIMX挂载在哪条外设时钟线上的时钟频率Clock有关，也和定时器内部的分频系数PSC有关（PSC寄存器为16位，能设置0到65535之间）。

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以上，我们能够知道定时器是怎么计数的、计数的初始值是多少、计数的周期是多少。

如何利用定时的功能控制PWM占空比？

PWM输出的关键在于周期和占空比，我们可以用定时器的计数周期作为PWM的周期。那么如何控制占空比？即什么时候输出高电平，什么时候输出低电平。

思路：找一个变量X，让它的值在ARR和上限65535之间，然后写一个判断语句，当计数值大于X时，引脚输出高电平；当计数值小于X时，引脚输出低电平。这样一来，即可实现占空比可调的PWM输出。

如果是51单片机的话，你只用按照这样的思路封装一个函数即可。对于STM32来说，它已经有封装好的函数可以用，你可以设置：

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起始电平TIM_OCPolarity：可以设置成低电平或者高电平。

输出比较模式TIM_OCMode：可以设置PWM1模式1和PWM2模式2。

PWM1： 当计时器值小于比较器设定值时则TIMX输出脚此时输出有效高电位。当计时器值大于或等于比较器设定值时则TIMX输出脚此时输出低电位。PWM2： 当计时器值小于比较器设定值时则TIMX输出脚此时输出有效低电位。当计时器值大于或等于比较器设定值时则TIMX输出脚此时输出高电位。

比较参数X：可以用TIM_SetCompare函数设置比较的参数，通常称为工作脉宽，范围在0到T之间。

以初始电平为低电平，高于X输出高电平为例：

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至此我们就可以得到PWM输出的占空比，调整比较参数X的值即可调整占空比。

PWM输出实例——舵机和电机

舵机和电机是我们最常用PWM控制的自动控制元件之一，也是PWM调速的典型应用。

无论是什么元件，当你要用PWM控制时，关键需要知道对象的两个参数：

它的PWM频率（对应定时器周期）它的工作脉宽（对应PWM占空比）

以舵机为例：

①PWM频率为50HZ，即PWM周期20MS；

②工作脉宽：0.5—2.5MS，及占空比2.5%到12.5%，对应角度从0到最大角度（最大角度看不同舵机的参数）

以PWM控制的TMOTOR电机为例：

①PWM频率为500HZ，即2000微秒；

②工作脉宽：1120到1920微秒，即1120对应转速为0，1920对应满转速。