单片机中的PWM输出技术和应用实例

清风徐来 2020-08-05 ⋅ 11 阅读

引言

脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)是一种常用的数字信号调制技术,在单片机开发中应用广泛。它通过调节信号的脉冲宽度来控制输出电平的占空比,实现对电路的精确控制。本文将介绍单片机中的PWM输出技术及其应用实例。

PWM输出技术

在单片机中,PWM输出通常是通过定时器/计数器模块实现的。单片机的定时器/计数器模块可以产生固定频率的计数脉冲,并根据设置的计数阈值来调整脉冲宽度。下面是实现PWM输出的一般步骤:

  1. 初始化定时器/计数器模块:设置时钟源、计数模式等参数。
  2. 设置计数周期:根据需要生成的PWM信号频率,设置计数周期,即计数器的计数阈值。
  3. 设置占空比:根据需要控制的输出电平,设置计数器的比较匹配值,在计数值小于匹配值时输出高电平,否则输出低电平。
  4. 启动定时器/计数器:开始计数,产生PWM输出信号。

PWM输出的应用实例

1. 控制舵机

舵机是一种常见的电机,用于精确控制角度。通过调节PWM输出的占空比,可以控制舵机转动的角度。具体步骤如下:

  1. 初始化定时器/计数器模块,选择适当的时钟源和计数模式。
  2. 设置计数周期,通常为20ms。
  3. 设置占空比,根据舵机的工作范围,将舵机的零点对应的占空比设为计数周期的5%,将舵机的最大角度对应的占空比设为计数周期的10%。
  4. 启动定时器/计数器,定时产生PWM信号。
  5. 根据需要控制舵机的角度,调节占空比。

2. LED调光

PWM输出可以用来调节LED的亮度,常用于照明和显示系统中。具体步骤如下:

  1. 初始化定时器/计数器模块,选择适当的时钟源和计数模式。
  2. 设置计数周期,通常为1kHz。
  3. 设置LED的亮度级别,将最大亮度对应的占空比设为计数周期的90%,将最低亮度对应的占空比设为计数周期的10%。
  4. 启动定时器/计数器,定时产生PWM信号。
  5. 根据需要调节LED的亮度,调节占空比。

结论

PWM输出技术在单片机开发中具有广泛的应用,可以实现对电路的精确控制。本文介绍了单片机中PWM输出技术的原理及应用实例,通过掌握PWM输出的原理和操作步骤,可以应用于各种电路控制和信号调制的场景中。


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