连续使用 rt_pwm_set调整周期时会产生杂波如何解决？

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针对使用rt_pwm_set()调整PWM周期时产生杂波的问题，以下是系统性的解决方案：

问题根源分析

1. 
   

   硬件特性限制：

   
   
   
   
   • PWM硬件在动态调整周期时，若新参数在非周期边界加载，会打断当前波形输出，导致脉冲宽度异常（毛刺）。
   
   
   • 部分PWM控制器需在计数器归零时同步更新参数（影子寄存器机制），否则会产生瞬态杂波。
   
   
   
   


2. 
   

   软件操作冲突：

   
   
   
   
   • 直接频繁调用rt_pwm_set()（每50ms）可能打断正在输出的PWM周期。
   
   
   • 线程调度延迟可能导致参数更新时机与PWM周期不同步。
   
   
   
   

解决方案

1. 启用硬件影子寄存器（推荐）

• 原理：利用PWM控制器的双缓冲机制，新参数在下一个周期开始时生效，避免波形中断。


• 
  

  操作：

  
  
  
  
  • 检查MCU的PWM外设是否支持影子寄存器（如STM32的TIMx_CR1寄存器ARPE位）。
  
  
  • 
    

    在PWM设备驱动中启用预装载功能（修改驱动代码）：

    
    

    // 以STM32为例，在drv_pwm.c中修改配置
    
    TIM_OCInitStruct.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
    
    TIM_OCInitStruct.TIM_Pulse = pulse; 
    
    TIM_OCInitStruct.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
    
    TIM_OCInitStruct.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    
    TIM_OC1Init(TIMx, &TIM_OCInitStruct);
    
    
    
    // 关键步骤：启用预装载寄存器
    
    TIM_OC1PreloadConfig(TIMx, TIM_OCPreload_Enable);
    
    TIM_ARRPreloadConfig(TIMx, ENABLE); // 自动重装值预装载

    
    
  
  
  
  


• 优点：硬件级解决，无性能开销。

2. 调整参数更新时机（软件同步）

• 
  

  在PWM周期结束时更新参数，避免中途打断：

  
  

   // 线程入口函数示例
  
   static void tens_thread_entry(void *param) {
  
       rt_device_t pwm_dev = rt_device_find("pwm");
  
       rt_uint32_t last_period = 0;
  
  
  
       while (1) {
  
           rt_uint32_t new_period = calculate_new_period(); // 计算新周期
  
  
  
           // 仅在周期变化时更新
  
           if (new_period != last_period) {
  
               // 先关闭PWM输出
  
               rt_pwm_disable(pwm_dev, PWM_CHANNEL);
  
  
  
               // 设置新参数
  
               rt_pwm_set(pwm_dev, PWM_CHANNEL, new_period, pulse); 
  
  
  
               // 重新使能PWM
  
               rt_pwm_enable(pwm_dev, PWM_CHANNEL);
  
  
  
               last_period = new_period;
  
           }
  
           rt_thread_mdelay(50); // 保持50ms间隔
  
       }
  
   }

  
  


• 注意：关闭PWM会导致短暂输出中断，适用于对连续性要求不高的场景。

3. 降低更新频率

• 增大线程延时（如500ms），但需平衡响应速度：
  

   rt_thread_mdelay(500); // 替代原50ms延时

4. 优化线程优先级

• 提高PWM控制线程优先级，确保及时响应：
  

   rt_thread_t tens_thread = rt_thread_create(
  
       "tens_th", tens_thread_entry, RT_NULL, 
  
       512, 15, 5 // 优先级提高到15（数值越小优先级越高）
  
   );

5. 使用单次触发模式（高级）

• 若支持，配置PWM为单次模式（One-Pulse Mode），在每个周期结束后由中断触发参数更新：
  

   // 在PWM中断服务例程中更新参数
  
   void TIM_IRQHandler(void) {
  
       if (TIM_GetITStatus(TIMx, TIM_IT_Update) != RESET) {
  
           TIM_ClearITPendingBit(TIMx, TIM_IT_Update);
  
           rt_pwm_set(pwm_dev, PWM_CHANNEL, new_period, pulse);
  
       }
  
   }



• 注意：需修改驱动以支持中断回调。

验证步骤

1. 示波器观察：对比启用影子寄存器前后的PWM波形。


2. 逻辑分析仪：检查参数更新时刻是否对齐周期边界。


3. 驱动调试：在rt_pwm_set()函数内部添加日志，确认参数加载时机。

备选方案

若以上方法无效，可考虑：

• 改用IO模拟PWM：牺牲性能换取稳定性（如原方案所述）。


• 硬件滤波：在PWM输出端添加RC低通滤波器（成本增加）。

总结：优先启用硬件影子寄存器（方案1），其次采用关闭再更新的策略（方案2）。调整线程优先级和更新频率作为辅助手段。务必检查具体MCU的PWM外设特性以选择最佳方案。