用Arduino剖析PWM脈寬調(diào)制

PWM（Pulse Width Modulation）簡介

PWM，也就是脈沖寬度調(diào)制，用于將一段信號(hào)編碼為脈沖信號(hào),也就是方波信號(hào)。多用于在數(shù)字電路中驅(qū)動(dòng)負(fù)載隨時(shí)間變化的電子元件，如LED，電機(jī)等。

在單片機(jī)中，我們常用PWM來驅(qū)動(dòng)LED的暗亮程度，電機(jī)的轉(zhuǎn)速等。

我們知道，在數(shù)字電路中，電壓信號(hào)是離散的：不是 0（0V）就是 1（5V或者3.3V），那么如何輸出介于 0v 和 5V之間的某個(gè)電壓值呢？

我們先來舉個(gè)實(shí)際的例子，一看就懂，勝過千言萬語。

如下圖，要讓讓數(shù)字信號(hào)模擬出 3.7V 的電壓輸出?？梢韵燃傧耄?.7V的電壓輸出是由多個(gè)周期時(shí)間為T ，電壓值都為3.7V的信號(hào) 持續(xù)輸出形成的。

根據(jù)PWM原理，我畫出下面等效脈沖信號(hào)波形圖（紅色）。PWM的理念是：連續(xù)的信號(hào)可以使用獨(dú)立的方波信號(hào)模擬出來,手段就是調(diào)整輸出的脈沖寬度，以達(dá)到同樣的效果。你會(huì)懷疑：這真的可以達(dá)到同樣的效果嗎？

別急，讓我們繼續(xù)往后看。

如果一個(gè)周期T內(nèi)的均值電壓等于3.7V，那么，整體的輸出就是3.7V，因?yàn)檎w只不過是n個(gè)周期不斷的重復(fù)而已。那么我們的主要問題就是如何讓一個(gè)調(diào)制周期T時(shí)間內(nèi)的均值電壓等于3.7V。下面就開始計(jì)算。

設(shè)：脈沖信號(hào)的值隨時(shí)間變化的函數(shù)為：