STM32 TIM1与TIM2带相位差PWM重启后TIM2占空比异常问题

问题背景 #

基于STM32内部触发系统实现两路带相位差的PWM：

• TIM1 CH1 输出PWM，TIM1 CH2 作为无输出比较通道（用于触发TIM2）
• TIM2 CH1 输出PWM
• 通过UART接收C#端指令0x50开启PWM、0x51关闭PWM

当前启停代码：
启动逻辑：

HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);
HAL_TIM_OC_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_2);
HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);

停止逻辑：

HAL_TIM_PWM_Stop(&htim1, TIM_CHANNEL_1);
HAL_TIM_OC_Stop(&htim1, TIM_CHANNEL_2);
HAL_TIM_PWM_Stop(&htim2, TIM_CHANNEL_1);

异常现象：首次启动、首次停止均正常，再次启动时TIM1 PWM输出正常，但TIM2 PWM以100%占空比输出。

核心原因及解决办法 #

1. TIM2的CCR寄存器值在停止后丢失

HAL_TIM_PWM_Stop()在关闭通道时，可能会重置比较寄存器（CCR）的值，或者TIM2作为从设备，停止后计数器状态异常导致CCR未正确加载预期值。

修复代码：每次启动TIM2前，强制写入目标占空比对应的CCR值：

// 替换原启动代码中的HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_1, YOUR_TARGET_CCR_VALUE);
HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);

2. TIM2从模式同步未重置

如果TIM2是由TIM1 CH2触发（如触发源为TIM_TRGO_OC2REF），停止TIM1 OC通道后，TIM2计数器可能处于非复位状态，再次启动时无法同步到TIM1的触发信号，导致计数器溢出异常，最终出现100%占空比（CCR ≥ ARR）。

修复代码：启动前复位TIM2计数器并重新配置从模式：

// 复位TIM2计数器
__HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2, 0);
// 重新加载从模式配置（sSlaveConfig为初始化时的从模式结构体）
HAL_TIM_SlaveConfigSynchro(&htim2, &sSlaveConfig);
// 设置CCR值并启动PWM
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_1, YOUR_TARGET_CCR_VALUE);
HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);

3. 绕过HAL库的启停逻辑，直接操作寄存器

部分HAL库版本中，HAL_TIM_PWM_Stop()会额外修改通道配置（如改为GPIO模式），导致再次启动时参数异常。可以直接操作寄存器实现启停，避免HAL的隐式操作。

替代停止代码：

// 关闭TIM1 CH1、CH2输出，停止计数器
TIM1->CCER &= ~(TIM_CCER_CC1E | TIM_CCER_CC2E);
TIM1->CR1 &= ~TIM_CR1_CEN;
// 关闭TIM2 CH1输出，停止计数器
TIM2->CCER &= ~TIM_CCER_CC1E;
TIM2->CR1 &= ~TIM_CR1_CEN;

替代启动代码：

// 启动TIM1并开启输出
TIM1->CR1 |= TIM_CR1_CEN;
TIM1->CCER |= TIM_CCER_CC1E | TIM_CCER_CC2E;
// 复位TIM2计数器，设置CCR值，启动计数器并开启输出
TIM2->CNT = 0;
TIM2->CCR1 = YOUR_TARGET_CCR_VALUE;
TIM2->CR1 |= TIM_CR1_CEN;
TIM2->CCER |= TIM_CCER_CC1E;

4. 确认TIM2的ARR寄存器未被修改

停止后TIM2的自动重装载寄存器（ARR）可能被意外改写，导致CCR相对ARR的比例变为100%。启动前可重新设置ARR值：

__HAL_TIM_SET_AUTORELOAD(&htim2, YOUR_TARGET_ARR_VALUE);
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_1, YOUR_TARGET_CCR_VALUE);
HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Kaan Kurtça