15、树莓派连接物理世界：PWM、通信接口与模数转换器应用

树莓派连接物理世界：PWM、通信接口与模数转换器应用

1. PWM信号的创建

在树莓派上使用PWM（脉冲宽度调制）很容易，但创建PWM信号有多种方法，常见的有以下三种：
- 软件PWM ：PWM信号的频率和占空比时序由代码生成，可在任何GPIO引脚使用。不过，由于树莓派CPU繁忙时会影响时序，所以这种方法精度最低。
- 硬件定时PWM ：利用DMA和PWM/PCM硬件外设进行PWM定时，精度高，且可在任何GPIO引脚使用。
- 硬件PWM ：完全通过硬件提供，是创建PWM信号最精确的方法。树莓派有两个专用的硬件PWM通道，PWM0通过GPIO引脚18和12，PWM1通过GPIO引脚13和19 。

要使用硬件PWM，仅将设备连接到GPIO 12、13、18或19是不够的。这些GPIO是将PWM列为其可选功能的BCM GPIO。使用硬件PWM需满足两个基本要求：一是使用的GPIO库要支持硬件PWM；二是要正确使用该库及其硬件PWM功能，具体可参考库的API文档。共享同一硬件PWM通道的引脚会应用相同的占空比和频率，所以虽有四个硬件PWM引脚，但只有两个独特的PWM信号。

选择哪种PWM技术取决于要构建的项目以及PWM信号所需的精度。有时可直接控制项目使用的GPIO库（即PWM技术），但使用第三方高级Python库时，只能使用库开发者采用的PWM技术。一般来说，能控制GPIO库选择时，应尽量避免使用软件PWM。若使用PiGPIO开发，推荐使用硬件定时PWM，因为它可在任何GPIO引脚上使用。

常见GPIO库对PWM的支持情况