脈沖寬度調制（PWM）是一種使用開關數字信號來控制傳遞到電子負載的功率量的技術。該技術背后的關鍵思想是，可以通過改變信號的占空比來改變數字信號的平均DC值，從而改變傳遞給負載的功率。該方法通常用于控制直流電動機的速度和燈的亮度。開關電源也基于PWM技術。在本教程中，我們將討論chipKIT Uno32板的PWM引腳，并通過控制兩個外部LED的亮度來說明該概念。

PWM

理論

脈寬調制（PWM）是一種通過能量傳遞能量的方式脈沖而不是連續變化的信號。通過增加或減少脈沖寬度（頻率保持不變），可以控制輸出功率。信號打開的時間周期的一部分稱為占空比。信號的平均DC值可以通過改變占空比來改變。占空比可以在0（信號始終關閉）到1（信號一直打開）之間的任何位置。假設，如果信號在開啟時為+5 V，在關閉狀態時為0 V，則通過更改信號的占空比，可以模擬0-5 V之間的任何電壓。該方法通常用于控制直流電動機的速度和燈的亮度。 PWM的原理如下圖所示。

PWM

電路設置

在chipKIT Uno32板上，可以將I/O引腳3、5、6、9和10配置為提供PWM輸出。我們將兩個LED（紅色和綠色）連接到PWM引腳3和5，并通過改變驅動這些LED的PWM信號的占空比來控制它們的亮度。兩個100電阻用于限制通過LED的電流。

電路設置

在面包板上的實際設置

寫草圖

可以使用 analogWrite生成Arduino平臺中的PWM信號（）命令。在括號內，您可以指定引腳號和所需的占空比（0-255）。占空比“ 0”表示始終關閉，“ 255”表示始終打開。調用 analogWrite（）時，將在指定的PWM引腳上生成具有指定占空比的穩定方波。下圖使用變化的占空比PWM信號來控制傳遞到兩個LED的輸出功率。兩個LED交替淡入和淡出，這意味著當一個LED處于峰值強度時，另一個LED變暗，反之亦然。

int redLED = 3; // Red LED is connected to pin 3

int greenLED = 5; // Green LED is connected to pin 5

int redCount = 255; // Initial PWM values， RED is full

int greenCount = 1; // Green is dim

int i = 0;

void setup（）

{

pinMode（redLED， OUTPUT）;

pinMode（greenLED， OUTPUT）;

}

void loop（）

{

if （i 《 255） // First phase

{

redCount = redCount-1; // Red down

greenCount = greenCount+1; // Green up

}

else if （i 《 509） // Second phase

{

redCount = redCount+1; // Red up

greenCount = greenCount-1; // Green down

}

else // Re-set

{

i = 0;

}

i += 1;

analogWrite（redLED， redCount）; // Write current values to LED pins

analogWrite（greenLED， greenCount）;

delay（10）; // Pause for 10 millisecond

}

輸出

在程序中的職責周期以1為步長從1更改為255。首先，紅色LED由占空比為255的PWM信號驅動，這意味著它將完全打開。驅動綠色LED的PWM信號的占空比為1，這意味著其強度最小。在每10 ms中，驅動紅色LED的PWM信號的占空比減小1，而綠色LED的占空比則增大1。大約2550 ms之后，亮度條件反轉，并且綠色LED完全點亮。重復此操作以交替產生淡入和淡出效果。

淡入和淡出

紅色LED處于最大強度，而綠色則變暗了

綠色處于最大強度而紅色卻變淡

LED的工作電流非常低，因此，可以直接通過UNO32板的PWM輸出驅動它們。對于直流電動機控制，需要一個外部電動機驅動器電路（例如H橋），該電路基本上將從微控制器引腳發出的低電流PWM信號放大為能夠提供足夠電流來驅動電動機的高電流PWM信號。
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