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公司名片单片机定时器怎么产生PWM？频率和占空比到底由谁决定？
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2026-10-31 15:40:44
很多嵌入式岗位都会问定时器、计数比较和硬件PWM，这里重点是把计算关系讲对，并指出不同计数模式的差异。
面试官这样问
不用delay软件翻转GPIO，而用MCU硬件定时器产生20kHz PWM并调节占空比。你会改哪个寄存器？占空比从30%改到70%会影响频率吗？
参考回答｜先讲结论
在常见的边沿对齐、向上计数PWM模式中，计数时钟经过预分频器PSC，再由自动重装寄存器ARR确定周期；比较寄存器CCR决定高低电平翻转位置。只修改CCR通常改变占空比而不改变周期；修改PSC或ARR则会改变频率，特殊模式还要看PWM极性与对齐方式。
核心原理，面试官真正要听的
以常见通用定时器的向上计数为例：PWM频率约为 fTIM / [(PSC+1)×(ARR+1)]，占空比可按CCR与周期计数之比理解。中心对齐模式的计数路径包含上下双向过程，不能直接照搬同一频率公式。还应检查实际定时器输入时钟，它可能受到总线预分频和芯片时钟树规则影响。
工程现场怎样检查与回答
STEP 01
从芯片时钟树确认定时器实际输入频率，再根据目标频率选择PSC与ARR，让ARR保留足够分辨率。
STEP 02
配置GPIO复用功能、通道PWM模式、极性和输出使能；必要时开启ARR/CCR预装载，避免更新瞬间出现毛刺。
STEP 03
通过CCR改变占空比，边界值0%和100%时要检查硬件的输出比较行为与计数边界。
STEP 04
用示波器测实际频率、占空比和抖动；如果控制电机，还要考虑驱动器的死区、开关损耗和可闻噪声。
容易踩的坑
不能把“CCR决定频率”或“PSC决定占空比”说反。也不能无条件把一个厂商的寄存器命名和公式套用到所有MCU定时器。
追问练习
同样20kHz PWM，为什么ARR越大通常占空比分辨率越高？因为一个周期内可用的比较计数级数增加，但前提是时钟频率与预分频配置允许。
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