PWM脈沖寬度調(diào)制——是利用微處理器的數(shù)字輸出對模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用于測量、通信、功率控制與變換等諸多領(lǐng)域。

日常開發(fā)中比較典型的應(yīng)用場景：

電機(jī)控制：

燈光調(diào)光：

音頻信號生成：

加熱控制：

本文特別分享PWM相關(guān)基礎(chǔ)知識，并以Air8000核心板為例，演示LuatOS開發(fā)中如何使用PWM功能實(shí)現(xiàn)LED亮度控制及呼吸燈效果，幫助開發(fā)者快速上手。

一、PWM相關(guān)基礎(chǔ)知識

PWM具有高效、控制精度高及實(shí)現(xiàn)簡便等優(yōu)點(diǎn)，但PWM信號可能產(chǎn)生高頻噪聲，需要濾波以減小干擾。另外，某些應(yīng)用需要特定的硬件支持，如支持PWM輸入的微控制器或電路。

要想使用PWM，還需先了解PWM的相關(guān)參數(shù)和原理。

1.1 PWM參數(shù)

PWM的頻率：
是指1秒鐘內(nèi)信號從高電平到低電平再回到高電平的次數(shù)（一個(gè)周期），也就是說一秒鐘PWM有多少個(gè)周期。 單位：Hz。

PWM的周期：
T=1/f周期=1/頻率

例如：
如果頻率為50Hz，T=1/50=0.02s，
也就是說一個(gè)周期是20ms；

1s=1000ms，那么一秒鐘就有50次PWM周期。

PWM的占空比：
是一個(gè)脈沖周期內(nèi)，高電平的時(shí)間占整個(gè)周期時(shí)間的比例。單位：% (0%-100%)

例如：
一個(gè)周期10ms，高電平占8ms，
那么此占空比就是8/10=80%。

1.2 PWM原理

單片機(jī)的IO引腳輸出的是數(shù)字信號，且只能輸出1和0，那如果 TTL電平中，高電平為5V，低電平為0V，但是我們想要輸出不同的模擬電壓，比如輸出3.75V應(yīng)該怎么操作？

此時(shí)要用到PWM，通過改變IO口輸出方波的占空比，得到不同的模擬電壓。

3.75/5=0.75，也就是高電平時(shí)間占整個(gè)周期的75%，即占空比為75%，可得到模擬電壓3.75V。

注意上圖中藍(lán)線，代表著輸出的模擬電壓，占空比越大，則模擬電壓也越大。

二、PWM應(yīng)用示例

Air8000相關(guān)管腳具有復(fù)用功能，結(jié)合原理圖引腳指示可知板載紅色LED由PIN24 GPIO21控制。本示例demo中已有配置好的pins_Air8000.json文件，測試demo時(shí)一并燒錄進(jìn)Air8000核心板。

2.1 PWM輸出示例

本例使用Air8000核心板上的NetLed（網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)燈），pwm通道id=4，打開pwm4通道的pwm輸出，設(shè)置不同的占空比，小燈會(huì)有不同的亮度。

示例效果如下：

2.2 PWM呼吸燈

本例使用Air8000核心板上的NetLed（網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)燈），pwm通道id=4來查看呼吸燈效果。呼吸燈效果就是小燈由亮到暗逐漸變化，很有節(jié)奏感地一起一伏，好像人在呼吸的感覺。

我們可以通過不斷調(diào)高占空比讓小燈一點(diǎn)點(diǎn)亮起，再不斷調(diào)低占空比讓小燈一點(diǎn)點(diǎn)熄滅從而達(dá)到此效果。

示例效果如下：

審核編輯 黃宇