ARM裸机开发-PWM-优快云博客

不管是使用显示器还是手机，其屏幕背光都是可以调节的，通过调节背光就可以控制屏幕的亮度。在户外阳光强烈的时候可以通过调高背光来看清屏幕，在光线比较暗的地方可以调低背光，防止伤眼睛并且省电。我们使用的开发板LCD 有一个背光控制引脚，给这个背光控制引脚输入高电平就会点亮背光，输入低电平就会关闭背光。假如我们不断的打开和关闭背光，当速度足够快的时候就不会感觉到背光关闭这个过程了。这个正好可以使用 PWM 来完成，PWM 全称是 Pulse Width Modulation，也就是脉冲宽度调制，本质上来说PWM的目的就是产生一个方波。

PWM 信号有两个关键的术语：频率和占空比，频率就是开关速度，把一次开关算作一个周期，那么频率就是 1 秒内进行了多少次开关。占空比就是一个周期内高电平时间和低电平时间的比例，一个周期内高电平时间越长占空比就越大，反之占空比就越小。占空比用百分之表示，如果一个周期内全是低电平那么占空比就是 0%，如果一个周期内全是高电平那么占空比就是100%。

我们给 LCD 的背光引脚输入一个 PWM 信号，这样就可以通过调整占空比的方式来调整LCD 背光亮度了。提高占空比就会提高背光亮度，降低占空比就会降低背光亮度。重点就在于PWM 信号的产生和占空比的控制，很幸运的是，I.MX6U 提供了 PWM 外设，因此我们可以配置 PWM 外设来可以方便地产生PWM 信号。

imx6ull将PWM封装为外设

PWM原理

此图有三个中断，周期寄存器的回滚中断，采样寄存器的比较中断，以及FIFO缓冲区的空槽中断。此处只用FIFO中断，每次从FIFO中取数到采样寄存器，决定了占空比（该FIFO深度为4，即存放4个16位数），当FIFO缓冲区的数据被取到空的阈值时产生中断，在中断处理函数中再往FIFO里重新装入数据，以下实现的代码基于此。

计数寄存器自增到和采样寄存器比较，相等则将PWM电平翻转，后续再和周期寄存器的值比较，相等则翻转电平，同时从0开始重新计数自增，重复此过程，和采样寄存器比较，再和周期寄存器的值比较，相等就翻转电平，并回滚为0.

二.寄存器

PWMCR

FWM(bit27:26)：

FIFO 水位线，用来设置 FIFO 空余位置为多少的时候表示 FIFO 为空。设置为 0 的时候表示 FIFO 空余位置大于等于 1 的时候 FIFO 为空；设置为 1 的时候表示 FIFO 空余位置大于等于 2 的时候 FIFO 为空；以此类推。

队列有四个数，设置FWM位为01，当队列有两个空槽时置1

POUTC(bit19:18)：

00表示回滚点高电平，比较点低电平，01相反，即设置起始的默认电平。

我们设置为 0，也就是一开始输出高电平，当计数器值和采样值相等的话就改为低电平，这样采

样值越大高电平时间就越长，占空比就越大；

如下图

CLKSRC(bit17:16)：

PWM 时钟源选择，为 0 的话关闭；为 1 的话选择 ipg_clk 为时钟源；为 2 的话选择 ipg_clk_highfreq 为时钟源；为 3 的话选择 ipg_clk_32k 为时钟源。我们设置为 1，也就是选择ipg_clk 为 PWM 的时钟源，因此 PWM 时钟源频率为 66MHz；

PRESCALER(bit15:4)：

分频值，可设置为 0~4095，对应着 1~4096 分频。我们设置为65，就是66分频，PWM实际工作频率为1MHz；

REPEAT(bit2:1)：

重复采样设置，此位用来设置 FIFO 中的每个数据能用几次。可设置 0~3分别表示 FIFO

中的每个数据能用 1~4 次。本章我们设置为 3，即 FIFO 中的每个数据用8次；

EN(bit0)：

PWM 使能位，为 1 的时候使能 PWM，为 0 的时候关闭 PWM

PWMSR

这个寄存器是状态及标志寄存器

FE(bit3)：

FIFO 到达水位线标志，为 1 的时候表示 FIFO 已到达水位线。我们主要在中断中关注这个标志，

并及时清零；

PWMIR

这个是 PWM 的中断控制寄存器

FIE(bit0)：

FIFO 空中断，为 1 的时候使能，为 0 的时候关闭。我们需要使能这个中断

PWMSAR

设置PWM的占空比，即采样寄存器

PWMPR

设置PWM周期，即周期寄存器

三.代码实现

float global_ratio = 1.0;

// 设置占空比
void set_ratio(void)
{
    int i = 0 ;

    for (i = 0; i < 4; i++)
    {
        PWM1->PWMSAR = PWM1->PWMPR * global_ratio;
    }
}


void pwm1_interrupt_handler(void)
{
    if ((PWM1->PWMSR & (1 << 3)) != 0)
    {
        set_ratio();
        PWM1->PWMSR |= (1 << 3);
    }
}

// pwm1初始化
void pwm1_init(void)
{
    // 1. pwm引脚复用
    IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO1_IO08_PWM1_OUT, 0);
    // 2. pwm引脚电气属性
    IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_GPIO1_IO08_PWM1_OUT, 0xB9);

    PWM1->PWMCR = 0;
    PWM1->PWMCR |= (1 << 26) | (1 << 16) | (65 << 4) | (3 << 1);
    PWM1->PWMIR |= (1 << 0);
    PWM1->PWMPR = 998;
    set_ratio();

    // 注册pwm中断
    system_interrupt_register(PWM1_IRQn, pwm1_interrupt_handler);
    // 设置pwm中断优先级
    GIC_SetPriority(PWM1_IRQn, 0);
    // 使能pwm中断
    GIC_EnableIRQ(PWM1_IRQn);

    // 使能PWM
    PWM1->PWMCR |= (1 << 0);
}