前言
51单片机我已经很久没用过了,毕竟是十年前的产物了,但是由于工作室的学弟学妹需要学习,加之马上就要举行循迹小车比赛,很多人反映看不懂PWM,或者看了不会用,于是写一篇文章简单介绍一下。
PWM普遍应用于惯性系统,我们知道单片机几乎只能输出“1”和“0”两种状态,即开和关,想要输出模拟量是不太容易实现的,那么怎样才能使单片机输出平滑的线性信号呢?没接触过PWM的小伙伴可能第一时间想到的就是高中时学过的电位器(也就是滑动变阻器),利用欧姆定律调整阻值而改变电流,但这种方法精度低,效率低,功耗高,故障率也高,于是聪明的人们发明出了PWM,它是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术,广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中,如呼吸灯,电机控速、开关电源等(顺嘴一提,来工作室那条路上的灯,走近就缓缓变亮,也运用到了这种技术)。
一、PWM的介绍
PWM(Pulse Width Modulation)即脉冲宽度调制,可以通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要的模拟参量。
何为脉冲宽度调制?比如说,我们先输出1ms的高电平,再输出1ms的低电平以此快速进行输出(即周期时间为2ms,占空比则为50%),那么这段电信号并没有以全程高电平的状态输出,也没有以全程低电平的状态输出,而是以稳定的中间电平状态输出。再比方说周期的时间是10ms,脉宽时间是8ms 那么低电平时间就是2ms 总的占空比 8/(8+2)= 80%(高电平时间 / 周期时间=占比),就会以80%总电流的强度输出。根据这个就可以控制电机的速度或LED灯的亮度。
但是值得一提的是,这种调制方法只适用于惯性系统,例如电机的转动,当从高电平跳变到低电平时,电机不会马上停止转动,而是靠着惯性继续旋转。LED灯则是根据人眼的视觉暂留效果,当它熄灭的一瞬间会留有余晖,连当频率很快的时候,LED灯的亮暗过度就会看上去很自然,所以周期过长,就会出现肉眼可见的闪烁。