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PCB設計中使用微控制器實(shí)現PWM
PWM是將連續的數字信號轉換為一系列脈沖的技術(shù)。PWM通常用作生成與數字值相關(guān)的模擬信號的方式。您會(huì )發(fā)現PWM用于控制伺服電機，調暗LED，驅動(dòng)蜂鳴器，對通信信號進(jìn)行編碼等等。
具有各種占空比的PWM波形。
要了解PWM，您需要熟悉一些術(shù)語(yǔ)：幅度，周期，脈沖寬度和占空比。
PWM信號的幅度通常是電路的Vcc。
周期由從一個(gè)上升沿到下一個(gè)上升沿所花費的時(shí)間定義。
脈沖寬度是單個(gè)脈沖的上升沿和下降沿之間的時(shí)間間隔。
占空比是邏輯1脈沖寬度與波形周期的百分比。
PWM通過(guò)根據配置的數字值調整波形的占空比來(lái)運行。這樣，它可以從數字輸出產(chǎn)生模擬信號。例如，振幅為5V的75％占空比PWM將產(chǎn)生3.75V。該原理可用于調暗LED或直流電動(dòng)機的速度。
更改PWM信號的占空比也是控制伺服電機的一種方法。伺服電機根據PWM信號的占空比改變其角度。例如，20 ms脈沖的1 ms脈沖寬度會(huì )將伺服位置設置為0°。發(fā)送1.5毫秒會(huì )將伺服器移至90°。
如何使用微控制器發(fā)送PWM信號
使用內置模塊從微控制器發(fā)送PWM信號。
產(chǎn)生PWM信號的最簡(jiǎn)單方法是通過(guò)微控制器?，F代微控制器（無(wú)論是8位，16位還是32位）都配有PWM模塊。PWM模塊通過(guò)設置數字引腳的電壓電平，將定時(shí)器遞增到預設的脈沖寬度并在剩余的周期內切換引腳來(lái)工作。
在MCU上配置PWM功能時(shí)，重要的是要確定信號的頻率和分辨率是否合適。例如，如果使用PWM對LED進(jìn)行調光，則如果時(shí)鐘頻率太高而無(wú)法啟動(dòng)，則可能需要預分頻器，否則調光效果幾乎不會(huì )引起注意。
分辨率使您可以更好地控制脈沖寬度。8位微控制器會(huì )將您限制為8位分辨率，即256步。伺服電機的最大位置通常為PWM信號的10％占空比。這意味著(zhù)，使用8位微控制器，您將只有25步的伺服電機位置。
配置完參數后，激活PWM模塊并提供占空比值非常簡(jiǎn)單。
微控制器PWM的EMI注意事項
使用PWM控制高頻大功率設備時(shí)，請注意EMI。
如果PWM信號在幾十千赫茲區域內為低頻信號，則EMI并不會(huì )引起太大關(guān)注。在發(fā)送高頻，大電流PWM信號時(shí)，例如在使用PWM控制大功率電機或進(jìn)行符號速度通信時(shí)，您需要警惕EMI輻射。
在這種情況下，重要的是要使PWM信號遠離其他敏感組件，尤其是模擬組件。另外，請確保PWM信號的返回路徑盡可能靠近信號走線(xiàn)，以防止噪聲耦合到其他組件的接地。