STM32輸出比較模式和PWM模式 比較

STM32 輸出方波的方法有兩種比較類似的，一個是PWM模式，一個是輸出比較模式。下面來看看這兩種模式的不同處在哪。

先看看官方對兩種模式的介紹

PWM模式：

輸出比較模式

通過兩種模式的介紹，好像不能直觀的看出來具體差別在哪，再看看兩種模式設置時寄存器裏面的介紹。

通過CCMR寄存器中的OCM位可以看出來這兩種模式的一點區別。

輸出比較模式下： CCR = CNT 時，翻轉輸出電平。

PWM模式下：   CNT < CCR時輸出一種電平，CNT > CCR時輸出相反的電平。

通過圖片來直觀的看看這兩種模式的區別。

PWM模式下： ARR 決定輸出頻率 ，CCR決定輸出佔空比。

輸出比較模式下：  ARR 決定輸出頻率  CCRx 決定每個通道的初始相位。

兩種模式下最主要的差別就是CCR值代表的含義不一樣。PWM模式下CCR可以控制佔空比。輸出比較模式下CCR可以控制初始相位。

下面通過一個程序來對比一下這兩種模式

#include "pwm.h"

void TIM3_PWM_Init( u16 arr, u16 psc )
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;

    RCC_APB1PeriphClockCmd( RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE );							//使能定時器3時鐘
    RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE );	//使能GPIO和AFIO複用功能模塊時鐘

    //設置TIM3 CH3 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init( GPIOB, &GPIO_InitStructure );
    //初始化TIM3
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = psc;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit( TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure );
    //初始化TIM3_CH3  PWM 模式
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
    TIM_OC3Init( TIM3, &TIM_OCInitStructure );
    //使能TIM3在CCR2上的預裝載寄存器
    TIM_OC3PreloadConfig( TIM3, TIM_OCPreload_Enable );
    //使能TIM3
    TIM_Cmd( TIM3, ENABLE );
}

void TIM3_CMP_Init( u16 arr, u16 psc )
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;

    RCC_APB1PeriphClockCmd( RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE );	//使能定時器3時鐘  
    RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB , ENABLE );	//使能GPIOC時鐘

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
    //初始化TIM3
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = arr;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = psc;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit( TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure );

    //初始化TIM3_CH4 比較 模式  輸出比較翻轉觸發模式(當計數值與比較/捕獲寄存器值相同時，翻轉輸出引腳的電平)   
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Toggle;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
		
    TIM_OC4Init( TIM3, &TIM_OCInitStructure );
    TIM_OC4PreloadConfig( TIM3, TIM_OCPreload_Enable );

    //使能TIM3
    TIM_Cmd( TIM3, ENABLE );
}

將定時器3通道3設置爲PWM輸出模式，定時器3通道4設置爲輸出比較模式。

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "pwm.h"
// LED0  PA8  LED1 PD2
int main(void)
{
    u16 led_pwm_val=0;
	u8 dir=1;
    delay_init();       //延時函數初始化
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
    LED_Init();  
  
    LED0 = 1;
    LED1 = 1;
    delay_ms(500);
    LED0 = 0;
    LED1 = 0;
	//比較輸出模式下：  ARR 決定輸出頻率  CCRx 決定每個通道的初始相位
	//PWM模式：		   ARR 決定輸出頻率  CCRx 決定輸出 的高電平時長
    TIM3_PWM_Init(1000-1,72-1); 
	
	//比較翻轉模式,一個週期只翻轉一次，所以頻率爲 1/2 
	TIM3_CMP_Init(1000-1,71-1);	

	TIM_SetCompare3(TIM3,100);		//PWM 模式
	TIM_SetCompare4(TIM3,100);		//比較輸出模式
    while(1)
    {
		delay_ms(200);
		LED0 = !LED0;			
    }
}

主函數中分別初始化兩種模式，然後設置CCR值爲相同值，看看輸出波形的區別。

藍色波形爲 PWM模式輸出的波形，粉色爲輸出比較模式輸出的波形。可以看到同樣的設置參數，PWM輸出方波頻率爲1KHz，輸出比較輸出的方波爲500Hz，說明輸出比較模式的頻率爲PWM模式頻率的1/2。

 PWM輸出波形的高電平爲100us，週期爲1000us，佔空比爲10%，和主函數中設置的一樣。

輸出比較模式輸出的波形起始相位滯後於PWM波形100us,滯後相位差爲PWM波形的10%，滯後相位差爲本身輸出波形的20%。

輸出比較模式的佔空比爲50%，是固定的不能修改佔空比。

通過上面實驗可以看到，這兩種模式的主要差別是。

PWM模式: ARR設置頻率，CCR設置佔空比，頻率和佔空比可以任意設置，起始相位不能設置。

輸出比較模式：ARR設置頻率，CCR設置相位，頻率和起始相位可以任意設置，佔空比不能設置。輸出頻率爲理論計算值一半。