15、树莓派与现实世界的连接：PWM、通信接口及ADC应用

树莓派与现实世界的连接：PWM、通信接口及ADC应用

1. PWM信号的创建

在树莓派上使用PWM（脉冲宽度调制）相对容易，但有多种创建PWM信号的方法，主要有以下三种常见技术：
- 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，这是创建PWM信号最不准确的方法。
- 硬件定时PWM ：使用DMA和PWM/PCM硬件外设执行PWM时序，精度高，可在任何GPIO引脚使用。
- 硬件PWM ：完全通过硬件提供，是创建PWM信号最准确的方法。树莓派有两个专用硬件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，仅连接到GPIO 12、13、18或19是不够的。这些GPIO是BCM GPIO，其替代功能包括PWM。使用硬件PWM需满足两个基本要求：一是使用的GPIO库必须支持硬件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，但只有两个唯一的PWM信号。

不同GPIO库对PWM的支持情况如下表所示：
| GPIO库 | PWM支持情况 |
| ---- | ---- |
| GPIOZero | 继承其引脚工厂实现中的PWM方法 |
| RPi.GPIO | 仅支持软件PWM |
| PiGPIO | 支持硬件定时PWM和硬件PWM |
| Blinka | 仅支持