PWM（脉宽调制）技术详解：从基础到应用实践示例

PWM（脉宽调制）技术详解：从基础到应用实践示例

学前思考：

  PWM，全称是Pulse Width Modulation，中文叫脉宽调制。在嵌入式系统中，它是个非常重要的概念，特别是在控制一些需要模拟信号的设备时，比如LED、电机或者舵机等。
  首先，我需要搞清楚PWM是什么。网上查了一下，PWM是一种通过对数字信号进行调制，来模拟模拟信号的技术。简单来说，就是通过改变数字信号脉冲的宽度，模拟不同幅度的模拟信号。这样就可以用微控制器的数字输出来控制一些需要模拟信号的设备。
  接下来，想到PWM的原理。比如说，如果一个LED灯泡和一个电阻串联，连在3.3V的电源上，当我快速切换LED的开和关，开关频率足够高的时候，人眼是看不出闪烁的，只会看到LED的亮度和占空比有关。这就是PWM的基本原理。占空比就是一个周期内高电平所占的比例，占空比越高，LED看起来越亮。
  那怎么在嵌入式系统中实现PWM呢？需要学习一下微控制器的PWM模块的配置。像是STM32、Arduino这些常用控制器都有PWM功能。每个PWM通道可以通过配置占空比和频率来控制输出信号。比如，Arduino Uno有六个PWM引脚，STLM32也有多个PWM通道。
  于是，我计划从学习PWM的配置开始，先从简单的LED亮度控制开始，再逐步深入，尝试控制电机的速度。首先，看看具体的硬件接线。对于LED，可以使用一个电阻和LED连接到PWM引脚，再连接到地。电机的话可能比较复杂，可能需要使用电机驱动模块，这样更安全。
  然后，思考如何通过编程实现PWM的控制。需要学习如何初始化PWM模块，设置占空比和频率。在Arduino中，可以通过 analogueWrite函数设置PWM信号，而在STM32中，则需要配置PWM寄存器，设置计数器周期和比较值来实现。
  但仅仅掌握基本操作是不够的，还需要了解背后的原理。比如，为什么PWM能够模拟模拟信号？ PWM的工作原理涉及到采样定理，当开关频率远高于信号的频率时，可以根据占空比来还原信号的大小。此外，不同的PWM频率对应用有什么影响？比如，调制频率太低，可能会引起马达噪音，而太高的频率可能不适合某些敏感设备。
  接下来，我需要思考PWM和其他控制方式的区别，比如比较调频（F