Timer ile PWM sinyali nasıl üretilir? Frekans ve duty cycle nasıl hesaplanır?

Bir donanım timer'ı, giriş saatini prescaler ile böler ve bir sayacı auto-reload (ARR / period) değerine kadar sayar. PWM modunda çıkış pini, sayaç compare (CCR) değerinin altındayken HIGH, üstündeyken LOW olur.

Formüller

f_timer = f_clk / (PSC + 1)
f_pwm   = f_clk / ((PSC + 1) * (ARR + 1))
duty    = CCR / (ARR + 1)

Örnek

72 MHz saat, 20 kHz PWM (motor sürücü için duyulabilir aralığın üstü):

• PSC = 0 → timer 72 MHz sayar
• ARR = 72 000 000 / 20 000 − 1 = 3599
• %25 duty: CCR = 3600 * 0.25 = 900
• Çözünürlük: 3600 adım, yaklaşık 11.8 bit

Burada frekans ile çözünürlük arasındaki dengeye dikkat: PWM frekansı arttıkça ARR küçülür, duty adımları kabalaşır.

/* STM32 register seviyesi, TIM2 CH1 */
TIM2->PSC   = 0;
TIM2->ARR   = 3599;
TIM2->CCR1  = 900;
TIM2->CCMR1 = (6U << TIM_CCMR1_OC1M_Pos) | TIM_CCMR1_OC1PE;  /* PWM mode 1 + preload */
TIM2->CCER |= TIM_CCER_CC1E;
TIM2->CR1  |= TIM_CR1_ARPE | TIM_CR1_CEN;

Preload açıkken yeni CCR değeri periyot sonunda geçerli olur; böylece duty değişiminde glitch oluşmaz.

Timer'ın diğer kullanımları

• Periyodik interrupt: Kontrol döngüsü, RTOS tick.
• Input capture: Harici sinyalin frekans/darbe genişliğini ölçme (enkoder, ultrasonik sensör).
• Output compare: Belirli zamanda pin değiştirme.
• Center-aligned PWM ve dead-time insertion: H-köprü ve üç fazlı motor sürücülerde üst ve alt transistörün aynı anda iletime geçmesini (shoot-through) önler.
• ADC tetikleme: Örneklemeyi PWM ile senkronlamak.