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PWM
判别规则（核心，唯一要记的）
- 频率看 ARR、占空比看 CCR：
频率 = CK_PSC / (PSC+1) / (ARR+1)，占空比 = CCR / (ARR+1) × 100% - 调亮度/转速/舵机角度 = 改 CCR（占空比）；改频率 = 改 ARR 或 PSC
- 场景判别：要"平滑控制平均输出"（灯亮暗、电机快慢、舵机角度）→ 就是 PWM
一句话："ARR 定周期、CCR 定高电平比例；要变亮度改 CCR，要变频率改 ARR。"
抽象描述（一句话本质）
PWM = 快速开关信号（每秒几千上万次），靠"高电平占整个周期的比例"（占空比）控制平均电压 → 灯变暗、电机变慢、舵机转角度。频率决定快不快，占空比决定平均多高。
核心概念（先分清三样东西）
| 概念 | 是什么 | 谁决定 |
|---|---|---|
| 频率 | 每秒波形循环多少次 | ARR（+PSC） |
| 占空比 | 高电平占一个周期的百分比 | CCR |
| 分辨率 | 占空比能调多细 | ARR 越大分得越细 |
两条公式（背下来）
频率 Freq = CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1)
占空比 Duty = CCR / (ARR + 1) × 100%
- PSC 预分频：把 TIM 时钟降下来（CK_PSC 通常是 72MHz 或 APB1×2）
- ARR：计数到顶的值 → 定周期/频率
- CCR：比较值 → 定高电平占多少（占空比）
算例（注意两步除法）：
- 72MHz，PSC=7199（7200 分频 → 10KHz 计数时钟），ARR=99 → 频率 = 10K/100 = 100Hz；CCR=50 → 占空比 = 50%
- 72MHz，PSC=71（72 分频 → 1MHz 计数时钟），ARR=999 → 频率 = 1M/1000 = 1KHz
坑：别把"计数时钟"当成"PWM 频率"，还差最后一步 ÷(ARR+1)。
波形怎么出来（PWM 模式 1）
CNT 从 0 往上数到 ARR：
CNT < CCR → 输出高
CNT ≥ CCR → 输出低
周期 = (ARR+1) 个计数；高电平时间 = CCR 个计数
- PWM 模式 1：前半段（CNT<CCR）高；模式 2 反过来（前半段低）
- 影子寄存器（ARPE）：改 ARR/CCR 时，先写预装载寄存器，等当前周期结束（更新事件）才生效。立即生效会导致当前周期中途波形突变、输出毛刺（如 ARR 3→2，CNT 已超新值，计数/比较立即异常）——不是跑飞，是波形烂
呼吸灯本质
占空比从 0% 渐变到 100% 再回来——只调 CCR，不动 ARR（频率不变，亮度平滑渐变）。平均电压 = 占空比 × 峰值电压，所以占空比变了亮度就变。
正反例（建立直觉）
- 正例1：呼吸灯 → 只改 CCR（占空比渐变），ARR 不动
- 正例2：电机调速 → 改 CCR 控制平均电压 → 转速
- 正例3：舵机角度 → 靠不同占空比映射不同角度
- 反例1：想提高频率却增大 ARR → 错，频率 = CK/(PSC+1)/(ARR+1)，增大 ARR 频率变小
- 反例2：以为频率越高灯越亮 → 错，亮暗由占空比决定，频率只管"闪不闪"
- 反例3：改 ARR/CCR 立即生效改到一半 → 波形毛刺，要用影子寄存器
易混对比
ARR vs CCR vs PSC
| 管什么 | 影响 | |
|---|---|---|
| PSC | 计数时钟分频 | 频率（粗调） |
| ARR | 计数到顶值 | 频率/周期（精确） |
| CCR | 比较值 | 占空比（亮暗/转速） |
占空比 vs 频率
| 决定什么 | 场景 | |
|---|---|---|
| 占空比 | 平均电压（亮暗/转速/角度） | 呼吸灯、调速、舵机 |
| 频率 | 波形快慢（闪不闪、能否平滑） | 频率太低灯会闪 |
变体验证（3 题，全过=学会）
- 计算：72MHz、PSC=7199、ARR=99、CCR=50 → 频率 = 72M/7200/100 = 100Hz，占空比 = 50/100 = 50%
- 陷阱题："想提高频率应该增大 ARR" → 错，增大 ARR 频率变小，要提高频率减小 ARR 或 PSC
- 陷阱题："PWM 频率越高 LED 越亮" → 错，亮暗由占空比决定，频率只管闪不闪
口述要点（面试怎么讲）
- 结论先行：ARR 定频率、CCR 定占空比；调亮度改 CCR，改频率改 ARR
- 为什么改占空比能调亮度/转速：平均电压 = 占空比 × 峰值电压，占空比变了平均输出就变
- 为什么呼吸灯只改 CCR：ARR 管频率，改了节奏就乱；CCR 只改平均电压大小 → 只改亮暗
- 为什么用影子寄存器（ARPE）：改 ARR/CCR 立即生效会让当前周期中途突变、波形毛刺；影子寄存器 = 双缓冲，等当前周期结束才生效，保证每周期波形完整
- 易错点：算频率忘了最后一步 ÷(ARR+1)；把计数时钟当 PWM 频率；以为频率决定亮度
关系网络
| 相邻概念 | 关系 | 孤立理解会犯的错 |
|---|---|---|
| 定时器 TIM | PWM 就是定时器比较/重装的产物 | 以为 PWM 是独立外设 |
| 时钟树 | CK_PSC 来自 APB1（TIM 有时 ×2），算错频率 | 直接用 APB1 频率算 CK_PSC，忘 ×2 |
| 中断 | 输入捕获 = 用定时器测别人 PWM 的周期/占空比 | 把输出 PWM 和输入捕获混为一谈 |
| HAL vs LL | HAL 用 __HAL_TIM_SET_COMPARE 改 CCR |
不知道改占空比就是改这个宏 |
学习日期
2026-08-18
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