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1、Arduino学习笔记A4-Arduino软件模拟PWM以及进步软PWM效率Arduino软件模拟PWMU及进步软PW瞰率注:1. 这篇文章断断续续写了很久,画图技术也不精,难免错漏,大家凑合看.有问题可以留言.2. 论坛排版把我的代码缩进全弄没了,大家将代码粘贴到arduino编译器,然后按ctrl+T重新格式化代码格式即可看的舒适.一、什么是PWMPWMPPulseWavelengthModulation脉宽调制波，通过调整输出信号占空比，从而到达改变输出平均电压的目的。相信Arduino的PWMt家都不陌生，在ArduinoDuemilanove2021中，有6个8位精度PWII脚，分别
2、是3,5,6,9,10,11脚。我们可以使用analogWrite()控制PWMIP输出频率大概在500Hz的左右的PW碉制波。分辨率8位即2的8次方等于256级精度。但是有时候我们会觉得6个PWMI脚不够用。比方我们做一个10路灯调光，就需要有10个PWFHP。ArduinoDuemilanove2021有13个数字输出脚，假设它们都可以PWMH舌，就能满足条件了。于是本文介绍用软件模拟PWM二、Arduino软件模拟PWMArduinoPWM调压原理：PWMT好几种方法。而Arduino因为电源和实现难度限制，一般使用周期恒定，占空比变化的单极性PWM。通过调整一个周期里面输出脚高/低电平
3、的时间比即是占空比去获得给一个用电器不同的平均功率如下列图，假设PWN波形周期1mS即1kHz，分辨率1000级。那么需要一个信号时间精度1ms/1000=1us的信号源，即1MHz所以说，PWM勺实现难点在于需要使用很高频的信号源，才能获得快速与高精度。下面先由一个简单的PWM!序开始：constintPWMPin=13;intbright=0;voidsetup()pinMode(PWMPinOUTPUTvoidloop()if(bright+)=255)bright=0;for(inti=0;i255;i+)if(ibright)digitalWrite(PWMPinHIGH);dela
4、yMicroseconds(30);elsedigitalWrite(PWMPi,nLOW);delayMicroseconds(30);这是一个软件PWhMS制ArduinoD13引脚的例子。只需要一块Arduino即可测试此代码。程序解析：由for循环可以看出，完成一个PW隅期，共循环255次。假设bright=100时候，在第0100次循环中，i等于1到99均小于bright,于是输出PWMPiiW电平；然后第100到255次循环里面，i等于100255大于bright,于是输出PWMPirn氐电平。无论输出上下电平都保持30us。那么说，假设bright=100的话，就有100次循环是
5、高电平，155次循环是低电平。假设忽略指令执行时间的话，这次的PW瞰形占空比为100/255,假设调整bright的值，就能改变接在D13的LED的亮度。这里设置了每次for循环之后，将bright加一，并且当bright加到255时归0。所以，我们看到的最终效果就是LED渐渐变亮，到顶之后然后突然暗回去重新变亮。这是最本的PWM法，也应该是大家想的比较多的想法。然后介绍一个简单一点的。思维风格完全不同。不过对于驱动一个LED来说，效果与上面的程序一样。constintPWMPin=13;intbright=0;voidsetup()pinMode(PWMPi,nOUTPU)T;voidloo
6、p()digitalWrite(PWMPi,nHIGH);delayMicroseconds(bright*30);digitalWrite(PWMPi,nLOW);delayMicroseconds(255-bright)*30);if(bright+)=255)bright=0;可以看出，这段代码少了一个For循环。它先输出一个高电平，然后维持(bright*30)us。然后输出一个低电平，维持时间(255-bright)*30)us。这样两次上下就能完成一个PW倜期。分辨率也是255三、多引脚PWMArduino本身已有PWMI脚并且运彳f起来不占CPU时间，所以软件模拟一个引脚的PWM
7、lg全没有实用意义。我们软件模拟的价值在于：他能将任意的数字IO口变成PWMI脚。当一片Arduino要同时控制多个PWM并且没有其他重任务的时候，就要用软件PWMT。多引脚PWMT一种下面的方式：intbrights14=0;/定义14个引脚的初始亮度，可以随意设置intStartPWMPin=0,EndPWMPin=13;/设置D0D1刻PWMII脚intPWMResolution=255;/设置PWM空比分辨率voidsetup()/定义所有IO端输出for(inti=StartPWMPin;i=EndPWMPi;ni+)pinMode(i,OUTPU)T;/随意定义个初始亮度,便于观察
8、brightsi=random(0,255);voidloop()/这for循环是为14盏灯做渐亮的。每次Arduinoloop()循环，/brights自增一次。直到brights=255时候，将brights置零重新计数。for(inti=StartPWMPin;i=EndPWMPi;ni+)if(brightsi+)=PWMResolution)brightsi=0;for(inti=0;i=PWMResolution;i+)/i是计数一个PWMU期for(intj=StartPWMPin;j=EndPWMP;nj+)/每个PWM期均遍历所有引脚if(ibrightsj)digitalW
9、rite(j,HIGH);delayMicroseconds(2);elsedigitalWrite(j,LOW);delayMicroseconds(2);这个程序比较简单，彳!是能演示根本的PWMfo能。我们看100P()段，里面第一个for循环是做亮度渐增的，跟上面程序一样，每次循环自增，然后到255就置零重来。下面的for循环是外层循环组成一个PW帼期的，每个周期用255次循环完成。就是说，PWMH度255级。看内层for循环，每个PWffi期都包含由StartPWMPin至ijEndPWMPi的遍历。就是说，按照brights数组里面的元素去设置每个引脚的PWMt。由于每个PWM0期
10、都要遍历14个引脚，所以我们使用的delayMicroseconds);延时要P低到2us左右。每个PWMU期就是2usx14只脚=28us左右，在加上代码执行时间误差。大概与原来的30us接近了。四、进步PWM6度由上面可以看出，多引脚PWM勺周期大致为每引脚PW帼期=每引脚断定后延时*要PWM勺引脚数*每周期PW版定次数(PWM精度)上面的代码不包括指令执行时间，大概是2usx14x255y7msh个周期，频率142Hz。假设使用ArduinoMega2560这样的大板，我们或者会用更多的引脚，比方32个。周期就变成2usx32x255y16ms一个周期，频率就是62Hz了。大概实验可以看到，假设周期超过12ms以上，驱动LED我们会看到明显的闪烁。所以必须降低三个值中的随意一个加快PW随度O所以我们要更改PWM0期的话，我们将精度代码里面的变量：PWMResolution降低就行，比方一般调整LED亮度的话，我们用64级精度就行。这样速度就是2x32x64=4m就不会闪了。噬（1.09KB,下载7数：96）
