4、PWM输出模式配置：边沿对齐模式与中心对齐模式。PWM模式1与模式2的选择。死区时间的插入（针对H桥）

好，咱们接着聊PWM。上一节我们把定时器的时基单元和计数器搞明白了，这一节要动真格的了——真正让PWM信号从引脚上输出出来。

说实话，PWM输出这块，我当年刚入行时也踩过不少坑。尤其是第一次调H桥驱动电机，一上电就炸管，吓得我赶紧拔电源。后来才发现，是死区时间没配好。嗯，咱们今天就把这些坑一个个填平。

4.1 边沿对齐模式 vs 中心对齐模式

这两种模式，说白了就是计数器计数的「姿势」不一样。

边沿对齐模式：计数器从0数到ARR，然后跳回0，再重新数。波形是对齐在一边的，所以叫边沿对齐。这种模式简单粗暴，适合对时序要求不高的场合。

中心对齐模式：计数器从0数到ARR，再从ARR数回0，像一个三角形。波形是对称的，中心点对齐。这种模式产生的PWM更「干净」，谐波少，电机运行更平稳。

我个人习惯，做电机控制时首选中心对齐模式。为什么？你想想看，电机绕组是感性负载，电流波形越平滑，转矩脉动就越小。中心对齐模式产生的PWM，在载波频率相同的情况下，等效开关频率是边沿对齐的两倍，电流纹波自然就小了。

我在项目中遇到过一台伺服驱动器，客户投诉低速运行时噪音大。我查了半天，发现工程师用的是边沿对齐模式。改成中心对齐后，噪音问题直接解决。就这么简单。

4.2 PWM模式1与模式2的选择

这两个模式，其实是决定PWM信号「高电平有效」还是「低电平有效」的。

PWM模式1：当计数器值 < 比较值（CCR）时，输出有效电平（通常是高电平）。当计数器值 ≥ 比较值时，输出无效电平（低电平）。

PWM模式2：正好反过来。当计数器值 < 比较值时，输出无效电平；当计数器值 ≥ 比较值时，输出有效电平。

说白了，模式1和模式2就是一对「互补」的关系。你选模式1，占空比从0%到100%对应CCR从0到ARR。选模式2，占空比从100%到0%对应CCR从0到ARR。

那到底选哪个？我建议你根据H桥的驱动芯片来定。有些驱动芯片要求高电平有效，有些要求低电平有效。我曾经因为没仔细看数据手册，把模式选反了，结果电机反转，差点把机械结构撞坏。嗯，从那以后我养成了一个习惯——先看驱动芯片的输入逻辑，再配PWM模式。

配置	计数器 < CCR	计数器 ≥ CCR
PWM模式1	有效电平（高）	无效电平（低）
PWM模式2	无效电平（低）	有效电平（高）

4.3 死区时间的插入（针对H桥）

好，重点来了。死区时间，这是做H桥驱动时绝对不能跳过的一步。

H桥有上下两个开关管。如果上管还没完全关断，下管就导通了，那会发生什么？直通！电流直接从电源流到地，瞬间烧管子。我第一块H桥板就是这么烧的，冒烟的那一刻，心都在滴血。

死区时间，就是在上下管切换时，故意插入一段「都关断」的时间。比如上管关断后，等几百纳秒，再打开下管。这样即使开关管有延迟，也不会直通。

工业MCU的定时器，通常都内置了死区插入功能。以STM32为例，TIM1和TIM8的高级定时器，有专门的死区寄存器（BDTR）。你只需要设置一个值，硬件会自动在互补PWM信号中插入死区。

// STM32 TIM1 死区配置示例
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
TIM_BDTRInitTypeDef TIM_BDTRInitStructure;

// 时基配置
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_CenterAligned1;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 999;  // 10kHz PWM
TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure);

// PWM通道配置
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputNState = TIM_OutputNState_Enable;  // 互补输出
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 500;  // 50%占空比
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCNPolarity = TIM_OCPolarity_High;
TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);

// 死区配置
TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSRState = TIM_OSSRState_Enable;
TIM_BDTRInitStructure.TIM_OSSIState = TIM_OSSIState_Enable;
TIM_BDTRInitStructure.TIM_LOCKLevel = TIM_LOCKLevel_1;
TIM_BDTRInitStructure.TIM_DeadTime = 100;  // 死区时间 = 100个时钟周期
TIM_BDTRInitStructure.TIM_Break = TIM_Break_Disable;
TIM_BDTRInitStructure.TIM_BreakPolarity = TIM_BreakPolarity_High;
TIM_BDTRInitStructure.TIM_AutomaticOutput = TIM_AutomaticOutput_Enable;
TIM_BDTRConfig(TIM1, &TIM_BDTRInitStructure);

// 使能输出
TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1, ENABLE);
TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);

死区时间设多大合适？这得看你的开关管型号。IGBT一般需要1-3微秒，MOSFET可以短一些，几百纳秒到1微秒。我一般先设一个保守值，比如1微秒，然后用示波器看波形，确保上下管没有重叠导通，再慢慢减小。

4.4 实战中的避坑指南

最后，分享几个我踩过的坑，希望能帮你少走弯路。

• 互补PWM的极性要一致：我曾经把CH1和CH1N的极性配反了，结果死区时间变成了「重叠时间」，一上电就炸。检查极性时，一定要用示波器看两路信号的交集。
• 死区时间单位别搞错：有些MCU的死区寄存器是以时钟周期为单位的，有些是直接以时间为单位的。我见过有人把纳秒当微秒配，结果死区时间短得跟没有一样。
• 中心对齐模式下更新CCR要小心：在中心对齐模式下，更新比较值最好在计数器达到ARR或0时进行，否则可能会产生不完整的PWM脉冲。很多MCU提供了预装载功能，记得开启。
• 启动顺序很重要：先配置好所有参数，再使能输出。不要边配置边输出，否则中间状态可能导致电机抖动甚至反转。

好了，这一节的内容就到这。PWM输出模式配置，说白了就是选对模式、配好死区、注意细节。下一节我们讲PWM频率和占空比的动态调整，到时候会结合PID控制一起讲，敬请期待。