
这是一份最全的PWM资料,单片机开发工程师必看
单片机是如何控制那些LED上演一场奇幻灯光秀的?又是如何做到灯光亮度渐变的?其中的关键技术是脉冲宽度调制技术。脉冲宽度调制技术还可以应用于控制直流电机转速、调节功放电路音量大小等。
PWM的基本知识
脉冲宽度调制(PWM)是英文“pulse width modulation”的缩写,简称脉宽调制,是利用微处理器的数字输出对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术,广泛应用于测量、通信、功率控制与变换等。
随着电子技术的发展,出现了多种PWM技术,其中包括:相电压控制PWM、线电压控制PWM、脉宽PWM、随机PWM、SPWM等。
例如,在镍氢电池智能充电器中,采用脉宽PWM,把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM波形,通过改变脉冲列的周期可以调频,改变脉冲的宽度或占空比可以调压,采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。最终,通过调整PWM的周期、PWM的占空比可以达到控制充电电流的目的。
模拟信号的值可以连续变化,其时间和幅度的分辨率都没有限制。模拟电压和电流可直接用来进行控制,如对收音机的音量进行调节。在简单的模拟收音机中,音量旋钮被连接到一个可变电阻。
拧动旋钮时,电阻值变大或变小,流经这个电阻的电流也随之增加或减少,从而改变了驱动扬声器的电流值,使音量相应变大或变小。与收音机一样,模拟电路的输出与输入成线性比例。
尽管模拟控制有时看起来直观而简单,但它并不总是非常经济或可行的。例如,模拟电路的信号容易随时间漂移,因而难以调节。能够解决这个问题的精密模拟电路相对比较庞大、笨重(如老式的家庭立体声设备)和昂贵。
通过数字方式控制模拟电路,可以大幅度降低系统的成本和功耗。此外,很多微控制需已经在芯片上包含了PVM控制器,这使数字控制的实现变得更加容易了。
PWN波形
PWM通过快速开关电源来调整电路接收的电能,接收到的输入信号是通过改变占空比来调节的。占空比是指信号通断时间的比例。占空比为50%时,信写一平的时间通,一半的时间断;占空比为100%时,信号总是通。
占空比反映了开关领率或信号通断的速度。例如:给LED通电1s,然后断开1s,占空比就是50%,此时LED不会花度减半,而只会闪烁。当人们看到一个间歇频率较低的闪光时,得到的是明暗交替的闪烁感觉,当断续的闪光间歇频率增加,人们看到的将是稳定连续的光,这种现象叫作闪光融合。
因此要让LED看起来连续变暗或变亮,通断切换要比闪光临界融合频率更快,也就是灯光开关切换要快。通常由PWM控制的L.ED,可以每秒开关100次,频率为100Hz,此时已超过人类的闪光临界融合频率。频率为100Hz,使用50%的占空比,意味着LED会被每秒开关100次,而且只有1/2的时间在通电,让LED看上去亮度约为正常时的一半。
PWM的频率是指信号每秒钟从高电平到低电平再回到高电平的次数。占空比是高由平持续时间和低电平持续时间的比例。
PWM 波形发生器中断控制
PWM波形发生器主要有两个中断:PWM中断和PWM异常检测中断。PWM中断入口地址为00B3H,对应的中断号为22;PWM异常检测中断入口地址为00BBH,对应的中断号为23。在Keil软件中声明PWM中断函数的方法如下:
PWM中断:void PWM_Routine(void) interrupt 22。
PWM异常检测中断:void PWMFD_Routine(void) interrupt 23。
PWM在LED呼吸灯中的应用
LED呼吸灯广泛应用于手机中,并成为各大品牌手机的卖点之一。如果手机里面有未处理的通知,如未接来电、未查收的短信等,呼吸灯就会由暗到亮地变化,起到通知提醒的作用。
手机的亮屏、铃声、振动属于强通知,还包括一些软件提供的来电闪光功能;呼吸灯的功效则属于弱通知。不是所有人都会定期去查看手机,多数情况下,在办公室中把手机放在桌上,偶尔出去一下也不会带着,这期间如果有消息,回来瞟一眼就知道了,呼吸灯作为弱通知的作用,提醒的功效大于通知,而且也有很好的视觉装饰效果。
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