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什么是PWM?普通端口如何模拟PWM?模拟PWM的优缺点?

  普通IO端口模拟PWM,其实是有局限的,尤其是要输出高频率的PWM波形时,更不适合,建议不要选用普通端口模拟PWM,而建议选用定时器复用硬件PWM输出。
  什么是PWM
  PWM其实就是电平有周期的高低电平变化。PWM输出是由两个参数:占空比和周期频率决定的。
  在电子产品控制领域,PWM控制是一项运用非常广泛的技术,有很多行业都需要使用到它。
  
  普通端口如何模拟PWM
  有些单片机内部拥有带PWM输出功能的定时器,只需要简单的配置参数和使能,就能够在特定的复用IO引脚,输出想要的PWM波形。
  但当设计电路当中,单片机引脚没有PWM功能时,如果想要实现模拟PWM信号的功能,则可以与内部普通定时器去实现。
  假设实现1Khz,50%占空比的波形,即实现周期为1ms的pwm输出,需要设定一个0.5ms的定时器中断,每次进入一次定时器,则对普通的IO端口输出电平进行一次翻转,以达到PWM输出波形的作用。
  
  模拟PWM优点:
  普通IO端口模拟PWM,可以增加硬件引脚的适配程度,并不受单片机特定限制。
  模拟PWM缺点
  模拟PWM的输出频率越高,进入定时器中断的次数就越快,中断间隔的时间越短,如果再有其他类型的中断也要处理时,会因为中断的优先级嵌套等待响应,影响控制精度,PWM输出误差增大,也会影响其他如ADC等中断处理,甚至会较出现单片机逻辑出错,死机或者跑飞的情况。
  模拟PWM,适用范围
  模拟pwm,适合低频率,固定周期和固定占空比的场合, 复杂的高频率的PWM控制应用,需要专用的pwm输出硬件来进行。
  哪些行业需要使用PWM
  舞台灯光RGB
  舞台灯光控制RGB颜色渐变和亮灭控制,都是通过单片机发出PWM信号,驱MOS管,配合PWM专用控制芯片,再调节占空比,达到对RGB灯珠的供电电流大小变化,而实现强弱变化,并且控制各种不同的颜色灯珠的色度来混合成各种不同的颜色和效果。
  无人机控制/六轴机器人/智能机器人
  无人机控制/六轴机器人/智能机器人,都是经过Pwm控制电路,控制电机转速,同时单片机不断采集相关数据,如三轴加速度传感器和角速度传感器,确定机身的姿态,再用pwm的占空比进行增加或者降低,改变舵机转速,达到调整姿态和高度,或者完成控制肢体动作的目的。
  总结
  普通IO模拟PWM,可以在某一些低频率周期的应用场合使用,高频率的PWM,需要使用特定的硬件PWM输出控制器。PWM控制是单片机编程的一个重要利器,学好PWM控制算法,那么高薪工作唾手可得。

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