SU-23T PWM 占空比不稳定问题排查指南

版本信息：v1.0 | 更新日期：2026-02-11
适用模组：SU-23T、SU-21T、SU-22T 等蜂鸟L系列超低功耗模组
素材来源：技术交流群真实案例（智能公元12群，2026-02-09）+ SmartPi 官方文档

前言

在使用 SU-23T 超低功耗语音模组进行 PWM 控制应用时，有开发者遇到了一个令人困惑的问题：PWM 占空比设置值与实际测量值不一致，且出现明显的跳动现象。

用户真实问题（智能公元12群，2026-02-09）：

"我也测了SU23T的PWM信号输出不稳，不知道是啥问题。之前直接用这个输出PWM，现在没办法只能改方案加个单片机进去用通信解决。"

"我设置的PWM是5%，结果测量出来是PWM在3% 4% 5%乱跳"

"输出50Hz的PWM脉冲，不过我只是测试了GPIO3的复用PWM"

官方技术支持回复：

"用硬件PWM然后优化选项把深度休眠点不支持，试试"

这个案例揭示了一个关键问题：超低功耗模组的 PWM 输出稳定性会受到深度休眠模式的影响。本文将系统分析这一问题的成因，并提供完整的排查与解决方案。

一、问题现象分析

1.1 典型症状

1.2 问题特征

• 低占空比时更明显：5%-10%的小占空比设置更容易出现跳动
• 50Hz频率典型：舵机控制的50Hz标准频率下问题突出
• GPIO复用PWM：使用GPIO复用功能实现PWM，而非专用PWM引脚

二、根本原因分析

2.1 超低功耗模组的特殊性

SU-23T 采用蜂鸟L系列芯片（US513U61），其核心特点如下：

2.2 深度休眠机制对PWM的影响

SU-23T 在静默一段时间后会自动进入深度休眠模式以降低功耗：

正常工作状态 → 浅休眠（约1mA） → 深度休眠（约800μA）
     ↓              ↓                    ↓
  PWM稳定       PWM可能不稳定         PWM输出受影响

深度休眠对PWM的影响方式：

1. 时钟源切换：进入深度休眠时，系统时钟可能切换到低频源
2. DMA暂停：PWM DMA传输可能被暂停或降低优先级
3. GPIO状态保持：复用功能可能被禁用或进入保持模式

2.3 GPIO复用PWM的限制

与专用PWM引脚相比，GPIO复用PWM存在以下限制：

三、解决方案

方案一：关闭深度休眠功能（推荐首选）

适用场景：对功耗要求不极端，需要稳定PWM输出的应用

操作步骤：

1. 登录智能公元平台（https://smartpi.cn）
2. 进入对应产品的版本配置
3. 找到「优化配置」页面
4. 定位到「深度休眠」选项
5. 将状态设置为「不支持」
6. 重新生成固件并烧录

效果验证：

• 配置前：占空比在3%-5%之间跳动
• 配置后：占空比稳定在设置值（如5%）

功耗影响：

• 关闭深度休眠后，待机电流从约800μA上升到约1mA
• 增幅约200μA，对于大多数应用可接受

方案二：使用专用PWM引脚

适用场景：必须保留深度休眠功能，同时需要稳定PWM输出

SU-23T PWM资源：

配置方法：

1. 在平台Pin脚配置中选择支持PWM的引脚
2. 功能选择「PWM输出」（非GPIO复用）
3. 设置PWM频率和初始占空比
4. 确保使用「硬件PWM」模式

验证方法：

使用示波器或逻辑分析仪测量：
- 频率应稳定在设置值（如50Hz ±0.1Hz）
- 占空比应稳定（如5% ±0.5%）
- 波形应规整，无毛刺或抖动

方案三：使用外部单片机辅助（用户实际采用）

适用场景：PWM精度要求高，需要多路PWM控制

用户反馈的最终方案：

"现在没办法只能改方案加个单片机进去用通信解决"

系统架构：

┌─────────────┐           ┌─────────────┐           ┌─────────────┐
│   SU-23T    │  UART/IO  │   外部MCU   │   PWM     │   负载      │
│  语音识别    │──────────→│   PWM生成   │──────────→│  (舵机等)   │
└─────────────┘           └─────────────┘           └─────────────┘

优势：

• PWM由外部MCU生成，精度高且稳定
• SU-23T专注语音识别，不受PWM影响
• 可扩展多路PWM输出

实现方式：

1. 通信协议：UART串口通信
2. 控制指令：语音识别后通过串口发送PWM控制命令
3. PWM生成：外部MCU使用硬件定时器生成PWM

示例代码（外部MCU侧）：

// STM32 HAL库示例
void set_pwm_duty(uint8_t duty_percent) {
    uint16_t pulse = (TIM1->ARR * duty_percent) / 100;
    __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_1, pulse);
}

// 串口接收处理
void UART_RxCallback(uint8_t *data) {
    if (data[0] == 0xAA && data[1] == 0x55) {
        uint8_t duty = data[2];  // 占空比数值
        set_pwm_duty(duty);
    }
}

方案四：使用外部PWM芯片

适用场景：需要多路高精度PWM，不希望增加MCU复杂度

推荐芯片：

PCA9685连接示例：

SU-23T                PCA9685
─────                ───────
IO2 (SCL) ──────────→ SCL
IO3 (SDA) ──────────→ SDA
3.3V ───────────────→ VCC
GND ────────────────→ GND
                  ↓
              PWM0-PWM15输出

四、不同应用场景的方案选择

4.1 舵机控制（50Hz PWM）

推荐配置（舵机）：

PWM频率：50Hz
占空比范围：5%-10%
对应角度：-90° ~ +90°
使用引脚：IO2（专用PWM0）
深度休眠：关闭

4.2 LED调光（200Hz-1kHz PWM）

推荐配置（LED调光）：

PWM频率：500Hz
占空比范围：0%-100%
使用引脚：IO2或IO3
深度休眠：可保留（频率较高时影响较小）

4.3 电机调速（10kHz+ PWM）

注意事项： SU-23T 不适合高频PWM应用，建议：

• 使用外部MOSFET驱动
• PWM由外部MCU生成
• SU-23T仅负责开关控制

五、完整排查流程

5.1 问题确认

步骤1：使用示波器或逻辑分析仪测量PWM输出
步骤2：记录设置值与实测值的差异
步骤3：观察跳动频率和幅度
步骤4：确认问题是否持续存在

5.2 配置检查

□ 确认使用硬件PWM模式（非GPIO复用）
□ 确认深度休眠设置状态
□ 确认PWM频率设置（推荐50Hz、100Hz、500Hz）
□ 确认占空比设置范围（推荐5%-95%）

5.3 硬件检查

□ 引脚连接是否正确
□ 负载是否在驱动能力范围内
□ 电源供电是否稳定
□ 是否有外部干扰源

5.4 逐步测试

测试1：关闭深度休眠，重新测试PWM稳定性
测试2：更换为专用PWM引脚，对比测试
测试3：降低PWM频率，观察是否改善
测试4：使用最小系统测试，排除外部干扰

六、功耗与稳定性权衡

6.1 不同配置下的功耗对比

6.2 选型建议

七、常见问题 FAQ

Q1：为什么关闭深度休眠后PWM还是不稳定？

A： 请检查以下因素：

1. 确认使用专用PWM引脚，而非GPIO复用
2. 检查负载是否过大，导致输出被拉低
3. 使用示波器检查电源纹波
4. 尝试更换新的固件版本

Q2：占空比设置低于5%时更不稳定，为什么？

A： 低占空比对时钟精度要求更高：

• 5%占空比在50Hz下对应1ms脉宽
• 时钟波动的影响会被放大
• 建议最小占空比设置为10%以上

Q3：能否同时使用深度休眠和稳定PWM？

A： 可以尝试以下方法：

1. 使用唤醒后动态调整PWM的方案
2. 在需要PWM输出时先唤醒模组
3. 选择专用PWM引脚而非GPIO复用
4. 但完全稳定仍建议关闭深度休眠

Q4：SU-23T有几路PWM输出？

A： SU-23T提供2路PWM输出：

• PWM0：IO2引脚
• PWM1：IO3引脚（可与GPIO复用）
• 如需更多路，需使用外部芯片或MCU

Q5：PWM输出能直接驱动舵机吗？

A： 不建议直接连接：

1. SU-23T的GPIO驱动能力有限（<20mA）
2. 舵机瞬时电流可达数百mA
3. 建议通过舵机驱动板或三极管/MOSFET中继

八、配置检查清单

完成PWM配置后，请使用以下清单验证：

硬件连接

• [ ] PWM引脚连接正确
• [ ] 负载在驱动能力范围内
• [ ] 供电稳定（3.3V ±5%）
• [ ] 共地连接良好

平台配置

• [ ] 使用硬件PWM模式
• [ ] PWM频率设置正确
• [ ] 占空比范围合理（5%-95%）
• [ ] 深度休眠已根据需求配置

功能验证

• [ ] 示波器测量频率稳定
• [ ] 占空比实测值与设置值一致
• [ ] 波形规整，无明显抖动
• [ ] 负载响应正常

九、总结

SU-23T 作为超低功耗语音模组，其 PWM 输出稳定性受深度休眠机制影响。通过系统排查和合理配置，大多数稳定性问题都可以解决：

核心要点：

1. 深度休眠是主要原因：关闭后PWM稳定性显著提升
2. 专用PWM优先：IO2/IO3的专用PWM功能比GPIO复用更稳定
3. 低占空比更敏感：建议占空比不低于5%
4. 必要时外协处理：高精度需求可使用外部MCU或PWM芯片

记住：SU-23T 的定位是超低功耗语音识别，PWM 功能是辅助特性。如对 PWM 精度有高要求，建议使用外部 MCU 协同处理，让 SU-23T 专注于其擅长的语音识别功能。

参考资料：

• SmartPi 官方文档 - SU-23T 硬件设计 FAQ
• SmartPi 官方文档 - SU-23T 模组规格
• 技术交流群真实案例（智能公元12群，2026-02-09：SU-23T PWM占空比跳动问题）

相关标签：SU-23T、PWM、占空比、深度休眠、蜂鸟L、US513U61、舵机控制、GPIO复用、低功耗、PWM稳定性