PWM应用笔记¶

1. PWM驱动说明¶

1.1 简介¶

PWM（脉冲宽度调制）应用场景广泛，思澈平台支持输出PWM的定时器类型包括 GPTIM（通用定时器）、ATIM（高级定时器）、LPTIM（低功耗定时器），其中GPTIM PWM因通用性强，优先推荐使用。

1.1.1 PWM列表及归属核¶

PWM名称	归属核心
PWM 2、PWM 3、PWM A1、PWM A2、PWM LPTIM1	HCPU
PWM 4、PWM 5、PWM 6、PWM LPTIM2、PWM LPTIM3	LCPU

备注

PWM 2~PWM 6：与GPTIM存在固定对应关系

PWM 2对应GPTIM1、
PWM 3对应GPTIM2
…
PWM 6对应GPTIM5

1.2 PWM在52x/55x/56x/58x的差异¶

不同系列芯片的PWM特性存在两点核心差异，需根据具体型号针对性配置：

1.2.1 IO口灵活性差异¶

55x/58x系列：输出PWM的IO口为固定分配，需参考芯片规格书确认具体IO对应的PWM通道，不可随意切换；
52x/56x系列：灵活性更高，任何带有TIM（定时器）功能的IO，均可通过配置映射为任意一种PWM输出，无需受固定通道限制。

规格对比参考图：

1.2.2 HCPU 自动降频的影响¶

当系统宏 BSP_PM_FREQ_SCALING 开启时，HCPU（大核）会根据系统负载自动降低运行主频以节省功耗。此机制会间接影响 HCPU 管辖的 IO 输出的 PWM 频率——由于 PWM 时钟源与 HCPU 主频关联，主频降低时，PWM 频率会同步下降，可能导致依赖稳定频率的设备（如马达、背光）工作异常。

针对不同芯片系列，解决方案如下：

55x/56x/58x 系列：
优先选择 LCPU（小核）的 IO 输出 PWM。LCPU 的 PWM 时钟源独立于 HCPU 主频，频率不受 HCPU 降频影响，可保证输出稳定。
若因硬件限制必须使用 HCPU 的 IO，需关闭宏 BSP_PM_FREQ_SCALING（关闭自动降频），但此操作会导致亮屏等场景下功耗升高。
52x 系列：
若使用 HCPU 的 IO 输出 PWM，建议优先选择 GPTIM2 对应的 PWM。GPTIM2 的时钟源设计特殊，不受系统主频变化影响，可在 HCPU 降频时保持 PWM 频率稳定。

1.3. PWM 使用步骤¶

PWM的使用需经过配置选型、硬件绑定、参数设置和驱动调用四个核心步骤，以下为详细说明：

1.3.1 menuconfig配置目标PWM¶

在系统配置界面（menuconfig）中，勾选需要使用的PWM型号（参考PWM列表），确保对应定时器资源被使能。配置界面示例如下：

备注

此步骤用于告知系统需要启用的 PWM 硬件资源，后续驱动才能正常访问。

1.3.2 配置 Pinmux（绑定 IO 与 PWM 通道）¶

Pinmux 配置的核心作用是建立物理 IO 引脚与目标 PWM 通道的硬件映射关系，告知芯片“哪个 IO 负责输出哪个 PWM 信号”。只有完成绑定，PWM 定时器产生的波形才能通过指定 IO 输出到外部设备（如马达、背光电路）。

配置逻辑与示例以“PA20 引脚使用 PWM2（对应 GPTIM2_CH1 通道）”为例，配置代码如下：

// 函数：HAL_PIN_Set(引脚标识, 功能别名, 上下拉配置, 功能使能)
HAL_PIN_Set(
    PAD_PA20,       // 物理 IO 引脚（如 PA20）
    GPTIM2_CH1,     // PWM 通道（PWM2 对应 GPTIM1，此处 GPTIM2_CH1 对应 PWM3，需按实际映射调整）
    PIN_NOPULL,     // 上下拉配置（PWM 输出一般无需上下拉，避免信号冲突）
    1               // 功能使能（1=启用该 IO 的 PWM 功能，0=禁用）
);

1.3.3 配置应用的PWM参数¶

在应用层配置PWM的通道、周期（频率）、占空比等参数，适配目标设备（如马达）。以“马达使用PA20作为PWM（GPTIM2）的通道1”为例，配置界面如下：

1.3.4 调用PWM驱动接口¶

通过RT-Thread接口完成PWM初始化与控制，核心流程如下：

参考代码：

// 查找PWM设备（"pwm1"对应PWM2）
struct rt_device_pwm *pwm_device = (struct rt_device_pwm *)rt_device_find("pwm1");
// 设置参数（通道1，周期period，占空比pulse）
rt_pwm_set(pwm_device, 1, period, pulse);
// 使能输出
rt_pwm_enable(pwm_device, 1);
// （按需）禁用输出
// rt_pwm_disable(pwm_device, 1);

PWM通道复用规则（避免冲突）：

同一PWM的不同通道，可输出相同频率、不同占空比的波形（如马达和光感可共用同一PWM的不同通道）；
同一PWM的不同通道若频率不同，需确保设备分时使用（如马达和蜂鸣器不同时工作），否则会相互干扰；
需持续工作且频率不同的设备（如背光），需单独分配PWM，不可复用。

1.4 PWM 停止后的电平控制¶

PWM停止是指PWM不再输出波形，而保持为低电平或高电平状态。

一般情况下，rt_pwm_disable执行后，PWM通道处于高阻状态，电平无法立刻到低电平，波形如下：

若需实现 “停止后固定电平”（如下方波形），可通过配置占空比实现：

可通过配置占空比为0的方式实现。

备注

配置占空比为0% → 输出低电平
配置占空比为100% → 输出高电平

1.5 如何添加一个PWM马达¶

添加PWM马达的步骤如下：

1.5.1 配置menuconfig¶

使能马达采用PWM方式驱动，并配置PWM通道、周期、电源控制pin：

备注

PWM周期配置说明：

未选中“Enalbe PWM peroid unit use microsecond”时，单位为ms；
选中时，单位为us。

1.5.2 配置pinmux及使能PWM设备¶

配置马达对应的pinmux，绑定物理引脚与PWM通道；
确保步骤5.1中配置的PWM设备已使能。

1.5.3 调用应用层接口¶

Solution封装了以下应用层接口：

接口函数	功能说明
`motor_power_on`	马达初始化（电源使能）
`motor_start`	马达开启（默认配置）
`motor_stop`	马达停止
`app_motor_get_level`	获取当前占空比
`app_motor_set_level`	设置占空比

一般使用流程：
motor_power_on → motor_start → motor_stop

修改占空比：
app_motor_set_level

备注

硬件支持实时修改占空比，无需先停止马达再调整，可提高占空比平滑性，避免蜂鸣器等器件切换时的噪声。

1.6 如何实现LCD背光使用PWM¶

LCD背光使用PWM的步骤如下：

1.6.1 修改LCD的Kconfig文件¶

打开文件\solution2_0\sdk\customer\boards\Kconfig_lcd，找到对应的LCD配置，添加支持PWM背光的代码：

1.6.2 修改Board的Kconfig文件¶

以eh_lb523为例，修改对应开发板下的Kconfig文件，配置背光PWM参数：

1.6.3 确认pinmux与PWM使能¶

确保背光使用的PWM引脚已正确配置pinmux；
确认PWM设备处于使能状态。

1.6.4 添加背光亮度控制代码¶

在LCD的背光接口中，增加使用PWM调整亮度的逻辑，参考代码：

void  xxx_SetBrightness(LCDC_HandleTypeDef *hlcdc, uint8_t br)
{
    rt_device_t device = rt_device_find("lcdlight");
    if (device)
    {
        rt_err_t err = rt_device_open(device, RT_DEVICE_OFLAG_RDWR);
        uint8_t val = br;
        rt_device_write(device, 0, &val, 1);
        rt_device_close(device);
    }
    else
    {
        LOG_E("Can't find device lcdlight!");
    }
    LOG_I("XXX_SetBrightness\r\n");
}

若LCD驱动运行在HCPU，而背光PWM使用LCPU的IO，需修改 drv_common.c 中的 HAL_RCC_MspInit() 函数，注释掉背光PWM对应的RCC_Module，避免资源冲突，界面如下：

2. 如何在睡眠情况下输出PWM¶

睡眠状态下输出PWM，需依赖LCPU的LPTIM3（低功耗定时器），配置步骤如下：

2.1 menuconfig使能LPTIM3 PWM¶

在menuconfig中勾选“LCPU的LPTIM3 PWM”，界面如下：

2.2 配置 LPTIM3 对应的 Pinmux¶

LPTIM3 常用 IO 为 PB43~PB46，以 PB44 为例，配置代码如下：

// 1. 绑定PB44与LPTIM3_OUT，无上下拉，使能功能
HAL_PIN_Set(PAD_PB44, LPTIM3_OUT, PIN_NOPULL, 0);
// 2. 配置PB44的MUX选择LPTIM3输出
MODIFY_REG(hwp_lpsys_aon->DBGMUX, LPSYS_AON_DBGMUX_PB44_SEL_Msk,
           MAKE_REG_VAL(1, LPSYS_AON_DBGMUX_PB44_SEL_Msk, LPSYS_AON_DBGMUX_PB44_SEL_Pos));

2.3 使能睡眠输出宏¶

在 menuconfig 中勾选宏 PM_WAKEUP_PIN_AS_OUTPUT_IN_SLEEP，确保唤醒源 IO 在睡眠时可继续输出 PWM，界面如下：

注意：

宏 PM_WAKEUP_PIN_AS_OUTPUT_IN_SLEEP 对所有唤醒源IO生效，需确保其他PB唤醒IO在硬件上已固定上下拉（避免睡眠时漏电）。

2.4 调用 LPTIM3 PWM 接口¶

参考代码如下：

// 查找LPTIM3 PWM设备（"pwmlp3"为LPTIM3的设备名）
struct rt_device_pwm *pwm_device = (struct rt_device_pwm *)rt_device_find("pwmlp3");
// 设置PWM参数（通道1，周期period，脉冲宽度pulse）
rt_pwm_set(pwm_device, 1, period, pulse);
// 使能PWM输出（睡眠时持续生效）
rt_pwm_enable(pwm_device, 1);