引言
在现代电子设备中，PWM（脉宽调制）技术被广泛应用于各种应用场景中。单片机作为电子设备的核心部件之一，也自然而然地具备了PWM输出功能。本篇博客将探讨单片机中的PWM输出技术，包括其实现原理、应用案例以及精确电平控制与调节方法。
什么是PWM
PWM是一种通过调节信号的脉宽来控制电平的技术。在PWM信号中，周期固定，而脉冲的宽度根据所需的电平控制而变化。典型的PWM信号如图所示：
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t1 t2 t3
在以上示意图中，t1、t2和t3分别表示PWM信号的高电平时间、低电平时间和一个完整周期的时间。通过调节t1的时长，我们可以控制PWM信号的占空比（即高电平时间与一个完整周期的比例），从而改变输出电平的平均值。
实现原理
实现PWM输出的基本原理是通过计数器和比较器的配合来生成PWM信号。在单片机中，通常有一个专门的PWM模块用于生成PWM信号。该模块包含一个计数器，以及若干个比较器，用于比较计数器值和设置的比较器值，从而生成相应的PWM信号。
以常见的8位单片机为例，假设计数器的最大值为255，并且我们需要生成50%的占空比的PWM信号。那么，当计数器值递增到128时，比较器的值与计数器值相等，此时输出高电平；当计数器值递增到255时，比较器的值与计数器值相等，此时输出低电平。通过控制比较器值，我们可以调节占空比，从而实现精确的电平调节。
应用案例
PWM技术在单片机中的应用非常广泛，以下列举几个常见的案例：
- 舵机控制：通过PWM信号控制舵机的转动角度。
- 背光控制：通过PWM信号调节液晶显示屏的背光亮度。
- 灯光控制：通过PWM信号控制LED灯的亮度。
- 音频输出：通过PWM信号输出模拟音频信号。
精确电平控制与调节
要实现精确的电平控制与调节，我们可以借助单片机中的定时中断功能。以8位单片机为例，在每一个计数周期结束时触发一个定时中断。在中断服务程序中，我们可以根据需要调节比较器的值，从而实现电平的微调。
除了定时中断，在高性能单片机中，还有一些高级的PWM功能可以用于精确的电平控制。比如，一些单片机提供了比较器值自动调节的功能，可以根据输入信号的变化动态地调节比较器的值，实现更加精确的电平控制。
结论
通过对单片机中的PWM输出技术的探索，我们了解到PWM的基本原理以及其在单片机中的应用。同时，我们也学会了如何通过定时中断和高级PWM功能来实现精确的电平控制与调节。希望本篇博客对您理解PWM输出技术有所帮助，并能在实际应用中发挥作用。
参考资料：
本文来自极简博客，作者：微笑绽放，转载请注明原文链接：单片机中的PWM输出技术探索
