使用定时器 4 通道 3 生成 PWM 波控制 LED1 ，实现呼吸灯效果。 频率：2kHz，PSC=71，ARR=499

pwm.c:

#include "pwm.h"   // 本模块头文件：应声明 pwm_init/pwm_compare_set 等原型、并包含 HAL 头//（示例未贴出 pwm.h，注意里头应 #include "stm32f1xx_hal.h"）TIM_HandleTypeDef pwm_handle = {0};  // 全局定时器句柄，供 HAL 例程与中断共同访问// init函数：配置 TIM4-CH3 为 PWM 输出（PB8），频率由 arr/psc 决定；默认给 50% 占空比
void pwm_init(uint16_t arr, uint16_t psc)
{TIM_OC_InitTypeDef pwm_config = {0};          // PWM 通道配置结构体（输出比较/ PWM 专用）pwm_handle.Instance = TIM4;                   // 选择定时器：TIM4（F103 默认 CH3 对应 PB8）pwm_handle.Init.Prescaler = psc;              // 预分频：计数时钟 = TIM4CLK/(PSC+1)pwm_handle.Init.Period = arr;                 // 自动重装载：计数满 (ARR) 产生更新事件并回到 0pwm_handle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;        // 向上计数（0 → ARR）HAL_TIM_PWM_Init(&pwm_handle);                // 初始化 PWM 基本参数（会回调 HAL_TIM_PWM_MspInit）pwm_config.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;          // PWM 模式1：CNT<CCR 时输出为“有效电平”pwm_config.Pulse  = arr/2;                    // 初始占空比：CCR = ARR/2 → 50%pwm_config.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_LOW;   // 有效电平为“低”；常用于“下拉点亮/灌电流”接法// 可选：显式关闭快速模式（F1 默认即可）// pwm_config.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&pwm_handle, &pwm_config, TIM_CHANNEL_3); // 配置通道3HAL_TIM_PWM_Start(&pwm_handle, TIM_CHANNEL_3);  // 启动通道3的 PWM 输出
}// MSP（MCU Support Package）底层初始化：由 HAL_TIM_PWM_Init() 自动调用
void HAL_TIM_PWM_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if(htim->Instance == TIM4)                           // 仅处理 TIM4 的底层{GPIO_InitTypeDef gpio_initstruct;// 1) 打开外设时钟__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();                    // 使能 GPIOB 时钟（PB8 用作复用推挽输出）__HAL_RCC_TIM4_CLK_ENABLE();                     // 使能 TIM4 时钟// 2) 配置 PB8 为 TIM4_CH3 的复用功能gpio_initstruct.Pin   = GPIO_PIN_8;              // TIM4_CH3 → PB8（默认映射，无需重映射）gpio_initstruct.Mode  = GPIO_MODE_AF_PP;         // 复用推挽输出（由定时器外设驱动）gpio_initstruct.Pull  = GPIO_PULLUP;             // 上拉（对输出模式影响不大，可用 NOPULL）gpio_initstruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;    // 高速（F1 表示 50MHz 等效）HAL_GPIO_Init(GPIOB, &gpio_initstruct);}
}// 修改 CCR（占空比）的函数：val ∈ [0, ARR]；决定“有效电平持续的计数值”
void pwm_compare_set(uint16_t val)
{__HAL_TIM_SET_COMPARE(&pwm_handle, TIM_CHANNEL_3, val); // 将 CCR3 设为 val// 注：本例 OCPolarity=LOW + PWM1 → CNT<CCR 期间输出为低电平（有效电平=低），//     所以 val 表示“低电平持续的时间”；如要“高电平持续时间”，将极性改为 HIGH。
}

频率验证（给的参数）：72 MHz 系统、APB1÷2 → TIM4CLK=72 MHz（F1 定时器×2 规则）。
PSC=71 ⇒ 计数时钟 72 MHz/(71+1)=1 MHz；ARR=499 ⇒ 周期 (499+1)/1 MHz=0.5 ms ⇒ 2 kHz。

main.c:

#include "sys.h"    // 你的系统时钟/板级支持
#include "delay.h"  // 简易延时（阻塞）
#include "led.h"    // LED 初始化/翻转（若 LED1 与 PWM 引脚同线，注意别冲突）
#include "pwm.h"    // 本模块头：pwm_init/pwm_compare_setint main(void)
{HAL_Init();                           /* 初始化 HAL 库（中断优先级分组、Systick 等） */stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);       /* HSE*9 → 72MHz，确保 TIM4 时钟为 72MHz（见 F1×2 规则） */led_init();                           /* 板载 LED 初始化（若是 PC13，不影响 PB8） */// 初始化 PWM：2kHz → PSC=71, ARR=499（注意传参减1的写法）pwm_init(500 - 1, 72 - 1);            // ARR=499, PSC=71uint16_t i = 0;while(1){// 渐亮：CCR 从 0 → 299（最大低电平时间 300/500=60%）for(i = 0; i < 300; i++){pwm_compare_set(i);           // 设置 CCR3 = i（决定“有效电平时宽”）delay_ms(10);                 // 粗糙的呼吸节奏（阻塞式，演示用）}// 渐暗：CCR 从 300 → 0for(i = 0; i < 300; i++){pwm_compare_set(300 - i);delay_ms(10);}// 注：若想“满范围”呼吸，可把上下限扩为 [0, ARR]，并做非线性 Gamma 校正更符合人眼感知}
}

说明：当前把 CCR 只扫到 300（≤ARR=499），即“有效电平占比”最大约 60%（或在 HIGH 极性时为 60% 亮度）。
若 LED 是灌电流接法（LED 正端接 +3.3V，负端接 PB8），本例 OCPolarity=LOW 正合适（低电平点亮）。
若 LED 是拉电流接法（LED 负端接 GND，正端接 PB8），建议把 OCPolarity 改成 TIM_OCPOLARITY_HIGH。

3) 字段与取值速查

A. 定时器基类（TIM_HandleTypeDef 的 Init 字段）

• Instance：定时器外设基址

  • 可选：TIM1（高级，APB2）、TIM2/3/4（通用，APB1）。

  • 本例：TIM4（CH3→PB8）。

• Prescaler（PSC）：uint16_t，0~65535

  • 计数时钟 CK_CNT = TIMxCLK / (PSC + 1)；PSC 越大，计数越慢。

• Period（ARR）：uint16_t（F103 多数封装当 16 位用）

  • PWM 频率 f_pwm = CK_CNT / (ARR + 1)。

• CounterMode：计数模式

  • TIM_COUNTERMODE_UP（向上）

  • TIM_COUNTERMODE_DOWN（向下）

  • TIM_COUNTERMODE_CENTERALIGNED1/2/3（中心对齐：多用于对称 PWM）

• ClockDivision（未在你代码中设置，默认 DIV1）：数字滤波分频

  • TIM_CLOCKDIVISION_DIV1 / DIV2 / DIV4

  • 一般保持 DIV1。

• AutoReloadPreload：ARR 预装载

  • TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE：写 ARR 立即生效

  • TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE：写 ARR 进入影子，下次更新事件才生效（避免“撕裂”）

B. PWM 通道（TIM_OC_InitTypeDef）

• OCMode：输出比较模式（PWM 相关）

  • TIM_OCMODE_PWM1：CNT < CCR 时输出有效电平，否则无效

  • TIM_OCMODE_PWM2：与 PWM1 反相（CNT < CCR 时输出无效电平）

• Pulse：CCR 初值（占空比计数）

  • 取值范围 [0, ARR]，等于“有效电平持续的计数值”。

• OCPolarity：极性（有效电平）

  • TIM_OCPOLARITY_HIGH：有效电平=高（CNT<CCR 时输出高）

  • TIM_OCPOLARITY_LOW ：有效电平=低（CNT<CCR 时输出低）

  • 和 LED 接法相关：灌电流（低电平点亮）用 LOW；拉电流（高电平点亮）用 HIGH。

• （可选）OCFastMode：快速模式

  • TIM_OCFAST_DISABLE/ENABLE；一般保持关闭。

• 调用：HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim, &cfg, TIM_CHANNEL_1/2/3/4)

  • 本例：TIM_CHANNEL_3。

C. GPIO（GPIO_InitTypeDef）

• Pin：GPIO_PIN_0 ... GPIO_PIN_15

  • 本例：GPIO_PIN_8（PB8）

• Mode：工作模式

  • GPIO_MODE_AF_PP（复用推挽输出，由外设驱动，PWM 必选）

  • GPIO_MODE_AF_OD（复用开漏）

  • 以及输入/普通输出模式（本例不适用）

• Pull：上下拉（对输出影响不大）

  • GPIO_NOPULL / GPIO_PULLUP / GPIO_PULLDOWN

• Speed：端口速度（F1 表示驱动能力/切换速度）

  • GPIO_SPEED_FREQ_LOW/MEDIUM/HIGH（HIGH≈50 MHz 级）

D. HAL 关键 API

• HAL_TIM_PWM_Init(&htim)

  • 初始化定时器为 PWM 功能，并回调 HAL_TIM_PWM_MspInit() 完成时钟/GPIO。

• HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim, &cfg, TIM_CHANNEL_x)

  • 为指定通道写入 OC/PWM 模式、极性、CCR 初值等。

• HAL_TIM_PWM_Start(&htim, TIM_CHANNEL_x) / HAL_TIM_PWM_Stop(...)

  • 启停 PWM 输出（只影响该通道）。

• __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim, TIM_CHANNEL_x, val)

  • 运行时修改 CCR（占空比）：val ∈ [0, ARR]。

  • PWM1 + HIGH：val 表示“高电平时间”；PWM1 + LOW：val 表示“低电平时间”。

E. 频率/占空比关系（便于心算）

• f_pwm = TIMxCLK / ((PSC+1)*(ARR+1))

• duty = CCR / (ARR+1)（以有效电平所占比例计）

• 本例：PSC=71, ARR=499 ⇒ f_pwm=2 kHz；CCR=250 ⇒ 50% 占空比（有效电平占一半周期）

4) 小改进建议

• 范围保护：在 pwm_compare_set() 里把 val 限制到 [0, ARR]，避免越界：

if (val > __HAL_TIM_GET_AUTORELOAD(&pwm_handle)) val = __HAL_TIM_GET_AUTORELOAD(&pwm_handle);
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&pwm_handle, TIM_CHANNEL_3, val);

• 视觉线性：人眼对亮度非线性，可用 val = (i*i)/k 或查表（Gamma≈2.2）做“呼吸更顺滑”。

• 非阻塞刷新：用定时器中断/软件定时器定期更新 CCR，替代 delay_ms(10)，让主循环可做别的事。

配置PWM步骤

一、步骤清单（从零到出波）

1. 确认时钟树

   • 目标：SYSCLK=72 MHz，APB1=36 MHz (÷2)，APB2=72 MHz (÷1)。

   • F1 的“×2 规则”：APBx 分频≠1 时，TIMxCLK = 2×PCLKx。

     • TIM2/3/4（APB1）：若 APB1=36 MHz(÷2)，则 TIM2/3/4CLK=72 MHz。

     • TIM1（APB2）：本例不必，但规则相同。

2. 选定定时器与通道、引脚

   • 例：TIM4_CH3 → PB8（默认映射）。

   • 其他常见默认映射：

     • TIM2: CH1~4→PA0/PA1/PA2/PA3

     • TIM3: CH1~4→PA6/PA7/PB0/PB1

     • TIM4: CH1~4→PB6/PB7/PB8/PB9

     • TIM1: CH1~4→PA8/PA9/PA10/PA11（高级定时器）

3. 开外设时钟

   • __HAL_RCC_TIMx_CLK_ENABLE();、__HAL_RCC_GPIOx_CLK_ENABLE();（若 TIM1 还要 BDTR 的 MOE）。

4. 配置引脚为复用推挽输出

   • GPIO_MODE_AF_PP、速度 GPIO_SPEED_FREQ_HIGH，引脚设为对应通道的管脚（如 PB8）。

5. 计算频率并设置 PSC/ARR

   • 公式：

     

   • 例：TIMxCLK=72 MHz、PSC=71、ARR=499 → f=72e6/(72*500)=2 kHz。

6. 初始化定时器为 PWM 模式

   • htim.Instance = TIMx;

   • htim.Init.Prescaler = PSC;、htim.Init.Period = ARR;、CounterMode=UP;

   • HAL_TIM_PWM_Init(&htim);（会回调 MSP 完成时钟/GPIO）。

7. 配置通道 PWM 参数

   • TIM_OC_InitTypeDef cfg;

   • cfg.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;（或 PWM2）

   • cfg.Pulse = CCR 初值（占空比计数值，0~ARR）

   • cfg.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH/LOW（有效电平是高还是低）

   • HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim, &cfg, TIM_CHANNEL_x);

8. 启动 PWM 输出

   • HAL_TIM_PWM_Start(&htim, TIM_CHANNEL_x);（仅该通道）

   • TIM1（高级定时器）还需：HAL_TIMEx_PWMN_Start(...)（若用互补），并确保 MOE 置位（HAL 会在 HAL_TIM_PWM_Start 内处理 BDTR）。

9. 运行时改占空比

   • __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim, TIM_CHANNEL_x, val);（0~ARR）。

10. （可选）中断/DMA 动态刷新

• 用 HAL_TIM_PWM_Start_DMA 或定时器中断里递增 CCR，可做“呼吸灯”等效果。

二、最小可跑模板（HAL，TIM4_CH3@PB8，2 kHz）

// pwm.h
#pragma once
#include "stm32f1xx_hal.h"
void PWM_Init_TIM4_CH3(uint16_t arr, uint16_t psc);
void PWM_SetCCR_TIM4_CH3(uint16_t val);

// pwm.c
#include "pwm.h"static TIM_HandleTypeDef htim4;void HAL_TIM_PWM_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if (htim->Instance == TIM4) {__HAL_RCC_TIM4_CLK_ENABLE();__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();GPIO_InitTypeDef io = {0};io.Pin   = GPIO_PIN_8;                 // TIM4_CH3 → PB8io.Mode  = GPIO_MODE_AF_PP;            // 复用推挽io.Pull  = GPIO_NOPULL;io.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;HAL_GPIO_Init(GPIOB, &io);}
}void PWM_Init_TIM4_CH3(uint16_t arr, uint16_t psc)
{htim4.Instance = TIM4;htim4.Init.Prescaler         = psc;        // 例：71 → 72MHz/(71+1)=1MHzhtim4.Init.CounterMode       = TIM_COUNTERMODE_UP;htim4.Init.Period            = arr;        // 例：499 → 1MHz/(499+1)=2kHzhtim4.Init.ClockDivision     = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;htim4.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;HAL_TIM_PWM_Init(&htim4);TIM_OC_InitTypeDef oc = {0};oc.OCMode     = TIM_OCMODE_PWM1;           // PWM1：CNT<CCR 输出“有效电平”oc.Pulse      = arr/2;                     // 50% 占空oc.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;       // 有效电平=高（LED 拉电流点亮）HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim4, &oc, TIM_CHANNEL_3);HAL_TIM_PWM_Start(&htim4, TIM_CHANNEL_3);  // 开始输出
}void PWM_SetCCR_TIM4_CH3(uint16_t val)
{if (val > __HAL_TIM_GET_AUTORELOAD(&htim4)) val = __HAL_TIM_GET_AUTORELOAD(&htim4);__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim4, TIM_CHANNEL_3, val);
}

// main.c（节选）
PWM_Init_TIM4_CH3(499, 71);     // 2kHz
PWM_SetCCR_TIM4_CH3(250);       // 50% 占空

占空比换算：

• 有效电平=高（OCPolarity=HIGH，PWM1）：duty = CCR/(ARR+1)。

• 有效电平=低（OCPolarity=LOW，PWM1）：duty_low = CCR/(ARR+1)（低电平占比）。

三、常用可选项与意义

• htim.Instance = TIM1/TIM2/TIM3/TIM4; → 选择定时器实例。

• htim.Init.Prescaler = 0~65535; → 预分频（计数时钟 = TIMxCLK/(PSC+1)）。

• htim.Init.Period = 0~65535; → 自动重装载（周期计数）。

• htim.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP/DOWN/CENTERALIGNED1/2/3;

• htim.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1/DIV2/DIV4;

• htim.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE/ENABLE;（ARR 是否影子寄存器）

• oc.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1/PWM2;（PWM2 与 PWM1 波形相反）

• oc.Pulse = 0~ARR;（CCR，占空比计数）

• oc.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH/LOW;（有效电平是高还是低）

• oc.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE/ENABLE;（一般关）

• HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(..., TIM_CHANNEL_1/2/3/4);（选择通道）

• GPIO_InitTypeDef.Mode = GPIO_MODE_AF_PP/AF_OD/...（PWM 必须 AF_PP）

• GPIO_InitTypeDef.Pull = GPIO_NOPULL/PULLUP/PULLDOWN;

• GPIO_InitTypeDef.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW/MEDIUM/HIGH;

---

四、频率/占空比/极性要点

• 频率：f_pwm = TIMxCLK / ((PSC+1)*(ARR+1))。

• 占空比：

  • PWM1 + HIGH：高电平占比 = CCR/(ARR+1)；

  • PWM1 + LOW ：低电平占比 = CCR/(ARR+1)；

  • PWM2：与 PWM1 相反。

• 极性选择（与 LED 接法相关）：

  • 拉电流（PBx→电阻→LED→GND，置高点亮）：OCPolarity=HIGH。

  • 灌电流（+3V3→电阻→LED→PBx，下拉点亮）：OCPolarity=LOW。

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五、常见坑位与排查

• 无波形：

  • GPIO 不是 AF_PP；

  • PSC/ARR 不在范围；

  • 引脚占用（别和普通 GPIO_WritePin 冲突）；

  • 选错通道/定时器；

  • TIM1 忘了 MOE（HAL 一般处理了）；

  • JTAG 复用影响（若用到 PB3/PB4/PA15 的重映射场景，需 AFIO 处理）。

• 频率不对：

  • 没考虑 APB×2 规则；

  • 系统时钟非 72 MHz；

  • Cube 配置与手算不一致。

• 亮度“线性差”：

  • 人眼非线性，做 gamma 校正或查表；

  • 用 DMA/定时器中断平滑更新 CCR，避免阻塞式 delay。