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PWM节造道理和检建

2021-06-29 14:57 锋中独行

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详解PWM道理、频率与占空比

什么是PWM

脉冲宽度调造(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调造，是利用微处置器的数字输出来对仿照电路进行节造的一种极度有效的技术，宽泛利用在从丈量、通讯到功率节造与变换的很多领域中。

pwm的频率：

是指1秒钟内信号从高电平到低电平再回到高电平的次数(一个周期)；

也就是说一秒钟PWM有几多个周期。

单元：Hz

暗示方式：50Hz 100Hz

pwm的周期：

T=1/f周期=1/频率

50Hz = 20ms 一个周期

若是频率为50Hz ，也就是说一个周期是20ms 那么一秒钟就有 50次PWM周期。

占空比：

是一个脉冲周期内，高电平的功夫与整个周期功夫的比例。

单元： % (0%-100%)

暗示方式：20%

周期：一个脉冲信号的功夫

1s内测周期次数蹬宗频率

脉宽功夫：高电平功夫

上图中脉宽功夫占总周期功夫的比例，就是占空比

譬喻说周期的功夫是10毫秒，脉宽功夫是8毫秒那么低电平功夫就是2毫秒，总的占空比 8除以十蹬宗百分之八十，这就是占空比为百分之八十的脉冲信号。

而我们知路PWM就是脉冲宽度调造通过调节占空比，就能够调节脉冲宽度(脉宽功夫) 而频率，就是单元功夫内脉冲信号的次数，频率越大；

以20Hz 占空比为80% 举例就是1秒钟之内输出了20次脉冲信号每次的高电平功夫为40毫秒。

PWM道理

以单片机为例，我们知路，单片机的IO口输出的是数字信号，IO口只能输出高电和善低电平，如果高电平为5V 低电平则为0V 那么我们要输出分歧的仿照电压，就要用到PWM，通过扭转IO口输出的方波的占空比从而获得使用数字信号仿照成的仿照电压信号。

我们知路，电压是以一种衔接1或断开0的沉复脉冲序列被夹到仿照负载上去的（例如LED灯，直流电机等），衔接即是直流供电输出，断开即是直流供电断开。通过对衔接和断开功夫的节造，理论上来讲，能够输出肆意不大于最大电压值（即0~5V之间肆意大�。┑姆抡盏缪�。

譬喻说占空比为50% 那就是高电平功夫一半，低电平功夫一半，在肯定的频率下，就能够得到仿照的2.5V输出电压那么75%的占空比得到的电压就是3.75V。

pwm的调节作用起源于对“占周期”的宽度节造，“占周期”变宽，输出的能量就会提高，通过阻容变换电路所得到的均匀电压值也会上升，“占周期”变窄，输出的电压信号的电压均匀值就会降低，通过阻容变换电路所得到的均匀电压值也会降落。

也就是，在肯定的频率下，通过分歧的占空比即可得到分歧的输出仿照电压。

pwm就是通过这种道理实现D/A转换的。

总结：PWM就是在相宜的信号频率下，通过一个周期里扭转占空比的方式来扭转输出的有效电压。

PWM频率越大，相应越快，PWM输出呼吸灯，那么，PWM信号的现实作用是什么呢？我们以时时使用的呼吸灯举例：通常人眼睛对于80Hz 以上刷新频率则齐全没有闪动感。

频率太幼的话看起来就会闪动，那么我们平时见到的LED灯，当它的频率大于50Hz的时辰，人眼就会产生视觉暂留成效，根基就看不到闪动了，而是一个常亮的LED灯，你在1秒内，高电平0.5秒，低电平0.5秒，(频率1Hz)如此反复，那么你看到的电灯就会闪动，但是若是是10毫秒内，5毫秒打开，5毫秒关关，(频率100Hz) 这时辰灯光的亮灭速度赶不上开关速度(LED灯还没齐全亮就又熄灭了)，由于视觉暂留作用，人眼不感触电灯在闪动，而是感触灯的亮度少了，由于高电平功夫(占空比)为50%，亮度也就为之前的50% ，频率很高时，看不到闪动，占空比越大，LED越亮；频率很低时，可看到闪动，占空比越大，LED越亮。

所以，在频率肯定下，能够用分歧占空比扭转LED灯的亮度。使其达到一个呼吸灯的成效。

PWM对电机转速的节造

占空比能够实现对电机转速的调节，我们知路，占空比是高电平在一个周期之中的比值，高电平的所占的比值越大，占空比就越大，对于直流电机来讲，电机输出端引脚是高电平电机就能够动弹，当输出端高电平时，电机遇动弹，但是是一点一点的提速，在高电平忽然转向低电平时，电机由于电感有预防电流突变的作用是不会终场的，会维持这原有的转速。

以此往复，电机的转速就是周期内输出的均匀电压值，所以内容上我们调速是将电机处于一种，似停非停，似全速动弹又非全速动弹的状态，那么在一个周期的均匀速度就是我们占空比调出来的速度了，在电机节造中，电压越大，电机转速越快，而通过PWM输出分歧的仿照电压，便能够使电机达到分歧的输出转速。

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