STM32G431 输出最高频率PWM计算

### STM32G431 最高频率 PWM 计算方法 STM32G431 芯片的定时器可以生成 PWM 信号，其最高频率取决于定时器的时钟源、预分频器（PSC）以及自动重装载值（ARR）。以下是对计算方法的详细说明： #### 定时器时钟源 STM32G431 的高级定时器（如 TIM1 和 TIM8）和通用定时器（如 TIM2 至 TIM7）的时钟源通常为系统时钟（SYSCLK），经过 APB 总线分频后得到。对于 STM32G4 系列，默认情况下，SYSCLK 为 170 MHz。如果定时器挂载在 APB1 上，则其时钟频率为 SYSCLK/2；如果挂载在 APB2 上，则其时钟频率为 SYSCLK[^1]。 #### 预分频器（PSC） 预分频器的作用是将定时器的时钟进一步分频。PSC 的取值范围为 0 到 65535，实际分频值为 PSC + 1。例如，当 PSC = 0 时，不分频；当 PSC = 99 时，分频值为 100[^3]。 #### 自动重装载值（ARR） ARR 是一个 16 位或 32 位寄存器，用于设置定时器的计数周期。计数值从 0 开始递增，直到达到 ARR 的值后重新归零。ARR 的取值范围为 0 到 2^16 - 1（对于 16 位定时器）或 0 到 2^32 - 1（对于 32 位定时器）。 #### 最高频率计算公式 PWM 的频率可以通过以下公式计算： \[ f_{PWM} = \frac{f_{TIM}}{(PSC + 1) \times (ARR + 1)} \] 其中： - \( f_{TIM} \)：定时器的输入时钟频率（单位：Hz） - \( PSC \)：预分频器的值 - \( ARR \)：自动重装载值 为了获得最高的 PWM 频率，需要最小化分母中的 \( (PSC + 1) \times (ARR + 1) \)。因此，设置 \( PSC = 0 \) 和 \( ARR = 0 \) 可以实现理论上的最高频率。此时： \[ f_{PWM,max} = f_{TIM} \] 假设 TIMx 挂载在 APB2 上且未进行额外分频，则 \( f_{TIM} = 170 \, \text{MHz} \)。因此，理论上 STM32G431 的最高 PWM 频率为 170 MHz。 然而，在实际应用中，由于硬件限制和稳定性要求，建议使用较低的频率。例如，将 \( PSC = 0 \) 和 \( ARR = 1 \)，则最高频率为： \[ f_{PWM} = \frac{170 \, \text{MHz}}{2} = 85 \, \text{MHz} \] #### 示例代码 以下是一个简单的代码示例，展示如何配置 TIM1 以输出高频率 PWM 信号： ```c // 初始化 TIM1 void MX_TIM1_Init(void) { TIM_HandleTypeDef htim1; __HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE(); htim1.Instance = TIM1; htim1.Init.Prescaler = 0; // PSC = 0 htim1.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; htim1.Init.Period = 1; // ARR = 1 htim1.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; HAL_TIM_PWM_Init(&htim1); TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC; sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1; sConfigOC.Pulse = 1; // 设置占空比为 50% sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH; HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim1, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1); HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1); } ``` ### 注意事项 1. 实际输出频率可能受到 PCB 布线、负载能力等因素的影响。 2. 高频率 PWM 可能导致更高的电磁干扰（EMI），需采取措施降低干扰。 3. 在某些应用场景中，过高的频率可能导致功耗增加或控制不稳定[^4]。