深入理解脉宽调制（PWM）

定时器工作原理

定时器（Timer）在 PWM 生成中起关键作用。它从零计数到指定的最大值（保存在寄存器中），然后复位并重新开始一个循环。这个计数过程决定了一个完整循环的持续时间，称为周期（Period）。

定时器硬件会持续将当前计数与一个比较值（保存在寄存器中）进行比较。当计数小于比较值时，PWM 信号保持高电平；当计数超过比较值时，信号变为低电平。通过改变这个比较值，你可以直接控制占空比（Duty Cycle）。

分辨率指的是占空比可控制的精细程度。这由定时器在一个完整周期内计数的取值范围决定。

定时器根据分辨率从 0 计数到一个最大值。分辨率越高，占空比的调整就越精细。

对于具有 n 位分辨率的系统，定时器从 0 计数到 (2^n - 1)，这为占空比提供了 (2^n) 个可能的等级。

例如：

更高的分辨率能提供对占空比更精确的控制，但要求在同一周期内定时器需要计数更多的值。这形成了一种权衡：若要在更高分辨率下保持相同频率（Frequency），你需要更快的定时器时钟，或者接受更低的频率。

你可以在此仿真中修改 PWM 分辨率位与占空比。调整 PWM 分辨率位会增加最大计数，但仍然受限于时间周期（不会影响占空比）。改变占空比会相应调整高低电平的持续时间，同样保持在该周期内。

PWM 分辨率（位）：

占空比（%）：

下图展示了占空比、频率、周期、脉冲宽度与分辨率在 PWM 生成中的协同作用。虽然初看略显复杂，但将其拆解能帮助你更好地理解这些概念。

在此示例中，定时器分辨率为 4 位，意味着定时器从 0

15（共 16 个可能值）。当定时器到达最大值（即 15）时，会触发溢出中断（Overflow Interrupt，以蓝色箭头表示），计数器复位为 0。定时器从 0 计数到最大值所需的时间称为周期（Period）。

占空比设置为 50%，即信号在一个周期中有一半时间保持高电平。在计数过程中的每一步，定时器都会将当前计数与占空比的比较值进行比较。当定时器计数超过该比较值（以黄色箭头标记）时，信号从高电平切换为低电平。这会触发比较中断（Compare Interrupt），以指示状态变化。

信号保持高电平的这段时间称为脉冲宽度（Pulse Width）。