引言
定时器是单片机中一个重要的功能模块，通过定时器可以生成各种精确的时间延时、频率和脉宽信号。在单片机中，定时器能够实现输出比较和 PWM（Pulse Width Modulation）输出的功能。本文将详细介绍定时器输出比较和 PWM 输出的原理与应用。
定时器输出比较
定时器输出比较是通过比较定时器计数值与比较值来产生输出的一种方式。一般来说，定时器输出比较可分为两种模式：软件比较和硬件比较。
软件比较模式
在软件比较模式中，定时器将会在计数值达到设定的比较值时产生一个输出信号。这个输出信号可以用来控制其他外设的工作，如触发中断、改变 GPIO 的输出状态等。软件比较模式能够实现各种时间延时的功能，例如产生精确的延时、定时触发等。
硬件比较模式
硬件比较模式则是通过将定时器的输出与外部比较器进行比较，根据比较结果产生相应的输出。这种模式下，定时器的精确度会受到外部比较器的影响，可以用来实现电压、温度等模拟量的测量与控制。硬件比较模式通常需要外部电路的支持，占用相对较多的硬件资源。
PWM 输出应用
PWM（Pulse Width Modulation）是一种通过调整信号的脉宽来实现对输出的控制的技术。在单片机中，PWM 输出是通过定时器产生一系列周期性的脉冲信号，通过调整脉冲信号的高电平时间来控制输出的效果。PWM 输出常用于模拟量控制、电机驱动、 LED 亮度调节等应用场景。
在 PWM 输出应用中，主要有两个关键参数需要设置：频率和占空比。频率决定了 PWM 信号的周期，而占空比则决定了高电平的时间与一个周期的比例。通过调整这两个参数，可以实现对输出效果的精确控制。
系统设计
以一个以 LED 亮度调节为例，介绍定时器输出比较和 PWM 输出在系统设计中的应用。
- 确定定时器和 GPIO：首先，选择合适的定时器和 GPIO 端口，用于控制和输出 PWM 信号。
- 设置定时器工作模式：根据需要，选择定时器的工作模式，如定时器比较模式或 PWM 模式。
- 配置定时器参数：根据实际需求，配置定时器的时钟源、计数上限、比较值和输出等参数。
- 设置 PWM 参数：根据需要，设置 PWM 的频率和占空比参数，调整 LED 的亮度。
- 启动定时器：配置完毕后，启动定时器开始工作。
- 监听定时器中断：如果使用定时器比较模式，可以通过监听定时器中断来获得更精确的控制。
在实际应用中，还需要考虑到电源、电压、负载和电流等方面的问题，以确保系统的正常工作和安全性。
总结
定时器输出比较和 PWM 输出是单片机中常用的功能模块，能够实现信号的精确控制和调节。在系统设计中，根据实际需求选择合适的模式和参数，能够满足不同应用场景的要求。通过合理的定时器配置和 PWM 设置，可以实现各种精确的时间延时、频率和脉宽信号的生成，使系统具备更强的控制效果。
参考链接：
本文来自极简博客，作者：风吹麦浪，转载请注明原文链接：单片机中的定时器输出比较与PWM输出应用
