1. 基本原理
1.1 什么是PWM波
简单的来讲，PWM是一种只由高低电平组成的波，可见图1.1.1
图1.1.1 PWM波示例
PWM波由两个非常关键的元素，一个叫周期，一个叫占空比
1.1.1 PWM的周期是什么意思
定性的来说，一个周期就是PWM的信号由高电平到低电平再回到高电平所需要的时间。即图1.1.1.1所示
图1.1.1.1 PWM的一个周期
周期的倒数叫频率，单位是hz，100hz就表示一秒钟有100个周期，一个周期的时间是0.01s
1.1.2 PWM的占空比是什么意思
简单的来讲，占空比就是一个周期内，高电平所持续的时间与整个周期的比值，公式如下
比如占空比为0.5，就说明在这个周期内有一般的时间都是高电平。
1.2 如何利用PWM输出驱动无刷电机
简单来说，我们将发送特定频率(50HZ)的PWM给无刷电机，发的PWM占空比越大，电机转速越快；占空比越小，转速越小。
Q：为什么是50HZ呢？
A：对于大多数电机和舵机而言，50HZ（即周期为2ms）的PWM波都是比较合适的频率。具体的还得去看电机的说明书
Q：占空比多大才叫大？多小才叫小？
A：实测对于新西达2212（1000kv）电机，占空比在0.05-0.10这个区间时，电机转动的速度由0到最大。
1.3 落实到代码，我们究竟需要写什么？
看了1.2，我们很容易想到如果我们能实现一个函数，可以自由地调节输出不同占空比的PWM波，让这个波传给电机，不就行了吗？
思路是正确的，但是落实起来却发现有了下面的QA：
Q：我哪来的PWM波？凭空生成吗？
A：STM32上有许多定时器(TIM)，这些定时器有的可以用来专门生成特定频率的PWM波，还可以依赖HAL库的函数方便地修改其占空比。
所以，我们要做的很简单，首先在STM32CUBEMX上配置好需要用来做PWM输出的定时器(比如我拿的TIM3)，设定频率为50hz，具体可以看下面这个视频中的教程：
要记得：频率 = 主频 / （预分频系数 + 1） / （重装载值 + 1），比如我的STM32F401ret6的主频设定为了84MHZ，那么如果我想要得到50HZ的PWM波，就将预分频系数设定成了168 - 1，重装载值设定成了10000 - 1。
2. STM32CUBEMX配置
参考视频：
我的配置：
3. 实现代码
3.1 源文件
#include "Motor.h"
#include "tim.h"
#include "MySerial.h"
/**
* @brief 初始化电机 PWM 输出
*
* 此函数开启四个通道的 PWM 输出，用于驱动舵机或电机。
* 在调用此函数前，需确保定时器（TIM3）已通过 HAL 库初始化。
*/
void Motor_Init(void)
{
// 开启 TIM3 的 4 个 PWM 通道
HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_1);
HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_2);
HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_3);
HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_4);
// 电机预启动，否则发现遥控不了
Motor_SetPulse(1,0.05);
HAL_Delay(1000);
Motor_SetPulse(2,0.05);
HAL_Delay(1000);
Motor_SetPulse(3,0.05);
HAL_Delay(1000);
Motor_SetPulse(4,0.05);
HAL_Delay(1000);
}
/**
* @brief 设置指定通道的 PWM 占空比
*
* @param channel PWM 通道号（1 ~ 4）
* @param Pulse 占空比百分比（0.0 ~ 1.0），表示 PWM 高电平所占比例。
* - 0.0：完全低电平
* - 1.0：完全高电平
* - 其他值：高低电平按比例分配
*
* 该函数会将占空比转换为定时器比较寄存器的值。
*/
void Motor_SetPulse(int channel, float Pulse)
{
// 确保占空比在有效范围内（0.0 ~ 1.0）
if (Pulse < 0.0f) Pulse = 0.0f;
if (Pulse > 1.0f) Pulse = 1.0f;
// 根据占空比计算计数值
int duty = (int)(ARR_VAL * Pulse); // ARR_VAL 是自动重装载值
// 根据通道号设置对应的比较值
switch(channel) {
case 1:
__HAL_TIM_SetCompare(&htim3, TIM_CHANNEL_1, duty);
break;
case 2:
__HAL_TIM_SetCompare(&htim3, TIM_CHANNEL_2, duty);
break;
case 3:
__HAL_TIM_SetCompare(&htim3, TIM_CHANNEL_3, duty);
break;
case 4:
__HAL_TIM_SetCompare(&htim3, TIM_CHANNEL_4, duty);
break;
default:
// 无效通道号，忽略设置
break;
}
}
3.2 头文件
#ifndef __MOTOR_H
#define __MOTOR_H
#include "main.h"
#define ARR_VAL 10000 // 定义自动重装载值（ARR）
void Motor_Init(void);// 初始化电机 PWM 模块
void Motor_SetPulse(int channel, float Pulse);// 设置 PWM 占空比
#endif一些解释
由于HAL库函数的封装性有点高，导致很多人单纯会用，但是对于其内核缺少了解。 拿我代码中的__HAL_TIM_SetCompare(&htim3, TIM_CHANNEL_1, duty)举例，这句代码的含义是将定时器3的通道1的捕获/比较寄存器（CCR）值设定为duty。
出现了个不知道的东西：CCR，其实，仔细观察我的代码，在这个地方还有个陌生的东西：
ARR_VAL，它是我定义的宏，值为定时器3的通道1的重装载值（ARR），下面，我将介绍它们俩的含义：
首先说ARR，它叫做重装载值寄存器，存的值就是重装载值，也叫做最大计数器时，它表示计数器在一个周期内所能达到的最大值。
再来说CCR，它是捕获/比较寄存器，存的值就是当前的计数器捕获值。
CCR的值，可以代表高电平持续的时间。ARR、CRR与占空比有如下关系：
占空比 = CCR / ARR
举个例子，如果我的ARR在初始化时设定为了10000，那如果此时我让某个通道的PWM波的CCR为5000，就可以让这个波的占空比等于5000 / 10000 = 0.5，即可以实现输出占空比为50%的PWM波。
所以，对于函数__HAL_TIM_SetCompare(&htim3, TIM_CHANNEL_1, duty)，duty的取值是需要根据自己的ARR来的，比如你的ARR初始化为了5000，这时你想要输出20%占空比的PWM波，那你的duty取值就应该为0.2 * 5000 = 1000；
ps：ARR的初始化、预分频系数的初始化，都在STM32CUBEMX中做了，具体的看上面那个视频就能明白。