PWM占空比原理是什么，幾個(ge)實例帶(dai)你進一(yi)步了(le)解
時間：2018-04-23 來源：未(wei)知
PWM : 即(ji)脈沖寬(kuan)度調制(zhi)(zhi)(zhi)(Pulse Width Modulation)。脈沖寬(kuan)度調制(zhi)(zhi)(zhi)是利(li)用(yong)(yong)微處(chu)理器的(de)數字(zi)輸出來對模擬(ni)電(dian)路進行(xing)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)的(de)一種非常有效(xiao)的(de)技(ji)術，廣泛應(ying)用(yong)(yong)在從(cong)測量、通信到(dao)功率控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)與變換及嵌(qian)入式領域的(de)許(xu)多領域中(zhong)。PWM控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)技(ji)術以其(qi)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)簡單，靈活(huo)和動態響(xiang)應(ying)好的(de)優點而成為(wei)電(dian)力(li)電(dian)子技(ji)術最廣泛應(ying)用(yong)(yong)的(de)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)方(fang)式，也是人們研(yan)究的(de)熱點。
在電力電子技術中，對于很多變(bian)(bian)量(liang)的(de)控制，我們(men)可(ke)(ke)以采取模擬的(de)方式，也(ye)可(ke)(ke)以采用數字(zi)的(de)方式進行(xing)處(chu)理(li)。例如，在簡單(dan)的(de)模擬收音機中，音量(liang)旋鈕(niu)被連接到一(yi)個(ge)可(ke)(ke)變(bian)(bian)電阻(zu)。擰動旋鈕(niu)時，電阻(zu)值變(bian)(bian)大(da)或(huo)變(bian)(bian)小;流(liu)經(jing)這個(ge)電阻(zu)的(de)電流(liu)也(ye)隨(sui)之增(zeng)加或(huo)減(jian)少，從而改(gai)變(bian)(bian)了驅(qu)動揚聲器的(de)電流(liu)值，是音量(liang)響應變(bian)(bian)大(da)或(huo)變(bian)(bian)小。與(yu)收音機一(yi)樣，模擬電路(lu)的(de)輸(shu)出與(yu)輸(shu)入成(cheng)線性比例。盡管模擬控制看起來可(ke)(ke)能簡單(dan)而直觀，但它并不(bu)總(zong)是經(jing)濟的(de)或(huo)可(ke)(ke)行(xing)的(de)。其(qi)功耗(hao)、一(yi)些物理(li)的(de)擾動都(dou)可(ke)(ke)能對我們(men)的(de)設備(bei)造成(cheng)干(gan)擾。而通(tong)過數字(zi)方式控制模擬電路(lu)，可(ke)(ke)以大(da)幅度降低系統的(de)成(cheng)本(ben)和(he)功耗(hao)。
同(tong)(tong)樣的(de)(de)(de)，在嵌入式(shi)領域中，PWM也多有(you)用(yong)途。現在的(de)(de)(de)單(dan)片(pian)機中，大多有(you)PWM模塊，也稱之(zhi)為PWM定時器。實(shi)際應(ying)用(yong)過(guo)程中，會(hui)根據某物理(li)量(liang)對(dui)于不(bu)同(tong)(tong)參量(liang)的(de)(de)(de)敏感(gan)(gan)度(du)不(bu)同(tong)(tong)而(er)使用(yong)不(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)處(chu)(chu)理(li)方式(shi)。舉兩個(ge)簡單(dan)的(de)(de)(de)小(xiao)例(li)子。如：處(chu)(chu)理(li)led時，led燈(deng)(deng)的(de)(de)(de)亮度(du)是電壓敏感(gan)(gan)的(de)(de)(de)，使用(yong)PWM時，就會(hui)通過(guo)調節其(qi)(qi)占空比(一個(ge)脈沖周期內(nei)高(gao)電平在整個(ge)周期占的(de)(de)(de)比例(li))，從而(er)控制電壓值，來干預led燈(deng)(deng)的(de)(de)(de)亮度(du)。在處(chu)(chu)理(li)蜂(feng)鳴(ming)器時，由(you)于其(qi)(qi)對(dui)頻率(lv)(lv)是敏感(gan)(gan)的(de)(de)(de)，頻率(lv)(lv)越高(gao)音調越高(gao)，因(yin)此，使用(yong)PWM進行調節時，我們(men)通過(guo)修改PWM的(de)(de)(de)頻率(lv)(lv)，來調節蜂(feng)鳴(ming)器的(de)(de)(de)音調。
具(ju)體的原理可以參照《嵌入(ru)式Linux應用開(kai)發(fa)完(wan)全手(shou)冊》。以下(xia)奉送(song)個(ge)小實例供大家參考：
實例：通過調節占空(kong)比(用按鍵實現)，來改變電壓值的(de)大小，從而控制led燈的(de)亮(liang)度(du)。
///////////main.c//////////
#include "common.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
/* 增大占空比(bi) */
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(jian)、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(xiao)cmp比(bi)較(jiao)值，減小(xiao)占空(kong)比(bi)
key_query(&k3, add_cb, &cmp); // k3增(zeng)大cmp值(zhi)，增(zeng)大占空(kong)比
/* 輸出一次(ci)PWM信(xin)號(hao) */
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(fang)法 */
void led_init(struct led *led, int con, int dat, int pin) //初(chu)始化LED對象
{
led->con = con;
led->dat = dat;
led->pin = pin;
/* 把(ba)相應(ying)pin引腳設(she)置(zhi)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(bi)LED
{
__REG(led->dat) &= ~(1
}
void led_toggle(struct led *led) //LED狀態取反(fan)
{
__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(de)相應位清零(ling)，
* 表(biao)示設置相應引腳為輸入模式 */
__REG(key->con) &= ~(0xF<<(pin * 4));
}
/* 判斷按鍵是否(fou)按下(xia) */
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(jian)抖動 */
if ((__REG(key->dat) & (1<<(key->pin))) == 0){
callback(arg); /* 執(zhi)行回調函(han)數 */
while ((__REG(key->dat) & (1<<(key->pin))) == 0);
return 1;
}
}
return 0;
}
