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PWM占空比原理是什么，幾個實例帶你進一步了解

PWM : 即脈沖寬度調制(Pulse Width Modulation)。脈沖寬度調制是利用微處理器的數字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術，廣泛應用在從測量、通信到功率控制與變換及嵌入式領域的許多領域中。PWM控制技術以其控制簡單，靈活和動態響應好的優點而成為電力電子技術最廣泛應用的控制方式，也是人們研究的熱點。

在電力電子技術中，對于很多變量的控制，我們可以采取模擬的方式，也可以采用數字的方式進行處理。例如，在簡單的模擬收音機中，音量旋鈕被連接到一個可變電阻。擰動旋鈕時，電阻值變大或變小;流經這個電阻的電流也隨之增加或減少，從而改變了驅動揚聲器的電流值，是音量響應變大或變小。與收音機一樣，模擬電路的輸出與輸入成線性比例。盡管模擬控制看起來可能簡單而直觀，但它并不總是經濟的或可行的。其功耗、一些物理的擾動都可能對我們的設備造成干擾。而通過數字方式控制模擬電路，可以大幅度降低系統的成本和功耗。

同樣的，在嵌入式領域中，PWM也多有用途。現在的單片機中，大多有PWM模塊，也稱之為PWM定時器。實際應用過程中，會根據某物理量對于不同參量的敏感度不同而使用不同的處理方式。舉兩個簡單的小例子。如：處理led時，led燈的亮度是電壓敏感的，使用PWM時，就會通過調節其占空比(一個脈沖周期內高電平在整個周期占的比例)，從而控制電壓值，來干預led燈的亮度。在處理蜂鳴器時，由于其對頻率是敏感的，頻率越高音調越高，因此，使用PWM進行調節時，我們通過修改PWM的頻率，來調節蜂鳴器的音調。

具體的原理可以參照《嵌入式Linux應用開發完全手冊》。以下奉送個小實例供大家參考：

實例：通過調節占空比(用按鍵實現)，來改變電壓值的大小，從而控制led燈的亮度。

///////////main.c//////////

#include "common.h"

#include "led.h"

#include "key.h"

/* 增大占空比 */

void add_cb(void *arg)

{

*(int *)arg += 100;

if (*(int *)arg > 1000){

*(int *)arg = 1000;

}

}

/* 減小占空比 */

void dec_cb(void *arg)

{

*(int *)arg -= 100;

if (*(int *)arg < 0)

*(int *)arg = 0;

}

int main(void)

{

int i = 0;

int cmp = 0;

key_t k2, k3;

led_t led5;

/* 初始化按鍵、LED */

key_init(&k2, 0x11000c20, 0x11000c24, 1); /* gpx1_1 */

key_init(&k3, 0x11000c20, 0x11000c24, 2); /* gpx1_2 */

led_init(&led5, 0x114001E0, 0x114001E4, 5); /* gpf3_5 */

while(1){

key_query(&k2, dec_cb, &cmp); // k2減小cmp比較值，減小占空比

key_query(&k3, add_cb, &cmp); // k3增大cmp值，增大占空比

/* 輸出一次PWM信號 */

for (i = 0; i < 1000; i ++){

if(i < cmp)

led_on(&led5);

else

led_off(&led5);

}

}

return 0;

}

///////////led.c///////////

#include "led.h"

#define __REG(x) (*(volatile unsigned int *)(x))

/* LED的方法 */

void led_init(struct led *led, int con, int dat, int pin) //初始化LED對象

{

led->con = con;

led->dat = dat;

led->pin = pin;

/* 把相應pin引腳設置為輸出模式 */

__REG(con) = __REG(con) & ~(0xF<<(pin*4)) | (0x1<<(pin*4));

}

//打開LED

void led_on(struct led *led)

{

__REG(led->dat) |= (1

}

void led_off(struct led *led) //關閉LED

{

__REG(led->dat) &= ~(1

}

void led_toggle(struct led *led) //LED狀態取反

{

__REG(led->dat) ^= (1

}

//////////key.c////////////

#include "key.h"

#define __REG(x) (*(volatile unsigned int *)(x))

void key_init(key_t *key, unsigned int con, unsigned int dat, unsigned int pin)

{

key->con = con;

key->dat = dat;

key->pin = pin;

/* 把CON寄存器的相應位清零，

* 表示設置相應引腳為輸入模式 */

__REG(key->con) &= ~(0xF<<(pin * 4));

}

/* 判斷按鍵是否按下 */

int key_query(key_t *key, void (*callback)(void *), void *arg)

{

if ((__REG(key->dat) & (1<<(key->pin))) == 0){

mdelay(50); /* 消除按鍵抖動 */

if ((__REG(key->dat) & (1<<(key->pin))) == 0){

callback(arg); /* 執行回調函數 */

while ((__REG(key->dat) & (1<<(key->pin))) == 0);

return 1;

}

}

return 0;

}