stm32 mbed 入门教程（四）---PWM

 

目录

一.Introduction(介绍)

二.Principle(原理)

三.How to use in mbed（应用在mbed上） 

四.Summary（总结）

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一.Introduction(介绍)

PWM全称Pulse Width Modulation（脉冲宽度调制），顾名思义，就是通过调节脉冲宽度于外围设备进行控制交互。PWM的用途非常的广泛，例如：无源蜂鸣器放歌，调节电脑屏幕的亮度，调节风扇的转速，舵机的转动等等...... PWM的底层原理的内容非常的细致杂多，但是本文的侧重点在于如何在mbed程序中使用pwm并且实现一些功能。

二.Principle(原理)

这里我们从初中学过的知识进行引入，在一个电路中我们要调节LED的亮度（本质就是分给LED的电压的大小），相对简单的方法就是在电路中加入一个滑动变阻器，通过调节滑动变阻器进行分压，从而调节分给LED的电压。

 那么PWM是怎么对LED进行调节的呢？我们来看电路图：

从电路中我们可以发现，我们取消了对滑动变阻器的使用， 但是在电路中多了一个开关。开关的作用大家都清楚，控制电路的通断，那么我们假设以四秒为一个周期，前两秒电路通，后两秒电路断，那么这个电路前两秒led是亮的，后两秒led是暗的，那么如果我们算这4s的平均分给led的电压那就是正常分给led电压的一半。（当然，这里我们设置的单位周期时间比较长，不足及说进行led的亮度调节）那么假如我们把这段电压的变化周期不断变小，假设一个周期为4us，前2us是亮的，后2us是暗的（此时人眼已经在一个周期的时间内观察不出来亮暗的变化）那么这个时候我们在4s内观察现象，会发现led是常亮的，（这4s内在LED上的电压我们可以就认为是一半的正常电压）但是亮度是正常亮度的一半。

 

 上图中的黄色曲线就是脉冲图，高位代表高电平，低位代表低电平。在一个周期中，高电平持续的时间就是我们所说的Pulse width（脉冲宽度），高电平在周期中所占的比例成为Duty cycle(占空比)。

 

三.How to use in mbed（应用在mbed上） 

整体来说，PWM的使用可以说是非常简单的。根据上文的原理，我们可以知道要确定一个属性的pwm我们只需要两个必要因素：①period（周期）②duty cycle（占空比）。接下来我们来看怎么用mbed库语言来实现。

首先我们需要定义一个PwmOut的引脚作为mbed上pwm的输出端口。 那么mbed上哪些是可以进行PwmOut输出的呢？

 我们通过看mbed的结构图可以得知，如果引脚属性中有紫色PWM的则可以进行pwm输出。

接下来我们通过官方给的案例代码进行解读：

/*
 * Copyright (c) 2014-2020 Arm Limited and affiliates.
 * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
 */

#include "mbed.h"

// Adjust pin name to your board specification.
// You can use LED1/LED2/LED3/LED4 if any is connected to PWM capable pin,
// or use any PWM capable pin, and see generated signal on logical analyzer.
PwmOut led(LED1);

int main()
{
    // specify period first
    led.period(4.0f);      // 4 second period
    led.write(0.50f);      // 50% duty cycle, relative to period
    //led = 0.5f;          // shorthand for led.write()
    //led.pulsewidth(2);   // alternative to led.write, set duty cycle time in seconds
    while (1);
}

这里是指定mbed上的LED1对应的引脚进行PWM输出（并且命名为led），接下来在主函数中，首先是led.period（4.0f）;这里是定义led的周期为4s（浮点数），接下来led.write(0.5f);定义led的占空比为0.50f,说明一半高电平，一半低电平。如果我们会发现LED1亮两秒暗两秒。同理：如果我们希望亮一秒，暗三秒，只需要调节占空比为0.25。那么如果我向让LED1一直亮，且亮度为原来亮度的一半，这个时候改变period即可。

四.Summary（总结）

PWM的基本使用是不难的，就是两个主要构成，周期和占空比。通过本文的初步介绍，感兴趣的话可以去自己动手利用mbed做一些有趣的东西，比如利用pwm让蜂鸣器放一首你喜欢的歌，利用pwm让舵机转动，甚至是调节小车的运动速度。