嵌入式 脉宽调制（PWM）

简介

脉宽调制（PWM）是一种在数字系统中模拟模拟信号的方法。在嵌入式系统中，PWM被广泛用于控制伺服电机、调整光源亮度、以及实现其他模拟控制功能。

以下是使用PWM控制嵌入式系统的一些关键要点和步骤：

1. 选择PWM设备

首先，你需要确定你的嵌入式系统中的PWM设备。这通常是一个外设，如定时器或PWM控制器。例如，在STM32系列微控制器中，有多个PWM输出，如TIM2、TIM3等。

2. 配置PWM频率和分辨率

为了确保PWM信号的稳定性，你需要设置一个固定的频率和分辨率。频率决定了PWM信号中的脉冲宽度变化速度，而分辨率则决定了脉冲的宽度。例如，如果你设置一个10位的分辨率，那么脉冲宽度可以从0到1023变化，其中0表示完全关闭，1023表示完全打开。

3. 设置PWM占空比

占空比是PWM信号中高电平持续时间与整个周期的比例。它直接影响负载（如电机或灯）的功率和扭矩。例如，如果你想要实现伺服电机的平滑控制，你可能需要调整占空比以找到最佳的控制性能。

4. 启动和停止PWM信号

一旦你配置了PWM设备，你可以使用控制寄存器启动和停止PWM信号。在启动时，你可能需要设置一个初始占空比，而在停止时，你需要禁用PWM设备以节省能源。

5. 处理PWM故障

在嵌入式系统中，PWM信号可能会受到噪声、干扰或系统错误的影响。你需要确保系统能够检测和处理这些故障，例如通过监控PWM输出的电压和电流来实现。

6. 使用PWM进行模拟控制

在许多嵌入式应用中，PWM信号被用于控制伺服电机、调整LED亮度等。你需要确保PWM信号的稳定性和精确度，以实现准确的模拟控制。

PWM是嵌入式系统中实现模拟控制的关键技术之一。通过选择适当的PWM设备、配置频率和分辨率、设置占空比、处理故障，你可以利用PWM实现各种模拟控制应用。

stm32代码案例

PWM控制LED亮度的代码案例：

#include <stdio.h>
#include <stm32f4xx.h>                 // 包含STM32F4系列微控制器的寄存器定义

#define PWM_PIN 1                     // PWM输出引脚，这里使用GPIO引脚1
#define PWM_FREQ 500000               // PWM频率为500000Hz
#define PWM_RESOLUTION 10            // PWM分辨率为10位

void pwm_init(void) {
   
  // 配置GPIO引脚为PWM输出模式
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_1;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF12_TIM2;