K210应用7-使用PWM实现呼吸灯效果

最新推荐文章于 2025-03-24 11:09:04 发布

tigalight

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分类专栏： K210应用文章标签：单片机 c语言嵌入式硬件人工智能 mcu

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使用PWM实现呼吸灯效果

实验目的

本节实验目的为实现PWM的功能应用。这一节计划采取使用PWM来对LED灯的亮度进行调节，从而达到控制LED亮度的目的。计划实现功能为：使用PWM有规律的控制LED亮度，实现呼吸灯的效果。

实验准备

1)、带发光二极管(LED)的K210开发板一块，用于实践并查看实验现象；

2)、官方裸机编程指导手册：kendryte_standalone_programming_guide，用于查阅SDK中接口说明。

实验原理

PWM控制的是脉冲输出的占空比，占空比是指一个脉冲周期内，高电平相对于总的时间所占的比例，例如：一个脉冲周期为10ms，若高电平持续时间为2ms，则占空比为20%，若高电平持续时间为8ms，则占空比为80%。而占空比又与电压有效值呈正相关，例如：本节实验中，作用于红色LED上的电压为3.3V，如果我们将LED_R的占空比设置为100%，即LED_R一直为高电平，此时，红色LED实际工作电压平均值为0V，LED熄灭，若将LED_R的占空比设置为%50，即一个周期内，一半时间高电平，一半时间低电平，此时，红色LED实际工作电压平均值为3.3*(1-50%)=1.65V，由于实际工作电压减半，则LED亮度也随之减半，此时亮度为50%。

硬件设计

硬件电路图如下：

软件设计

软件流程图如下：

软件实现

根据硬件设计和软件设计可知，本节应用实现步骤如下：

1）、设置引脚复用功能：由硬件原理图可知：我们需要将IO12设置为PWM引脚输出功能，如下图：

2）、PWM初始化，如下图：

3）、通过调整PWM占空比，实现呼吸灯效果，如下图：

根据上述实现步骤，最终代码如下：

#include <fpioa.h>
#include <gpiohs.h>
#include <pwm.h>
#include <sleep.h>

#define LED_R_PIN   (12)
#define LED_R_FUNC  (FUNC_TIMER0_TOGGLE2)

/*********************************
 * 管脚功能初始化
 ********************************/
void init_hardware(void)
{
    fpioa_set_function(LED_R_PIN, LED_R_FUNC);
}
/*********************************
 * PWM初始化
 ********************************/
void init_pwm(double frequency, double duty)
{
    pwm_init ( PWM_DEVICE_0 );
    pwm_set_frequency ( PWM_DEVICE_0 , PWM_CHANNEL_1 , frequency , duty);
    pwm_set_enable ( PWM_DEVICE_0 , PWM_CHANNEL_1 , 1);
}

int main()
{
    init_hardware();
    double frequency = 50;
    double duty = 1.0;
    double step = -0.1;
    init_pwm(frequency, duty);
    while (1)
    {
        pwm_set_frequency(PWM_DEVICE_0, PWM_CHANNEL_1, frequency, duty);
        msleep(50);
        duty += step;
        step = (duty >= 1.0)?(-0.1):((duty <= 0.0)?(+0.1):(step));
    }
    return 0;
}