arduino教程系列7-PWM控制LED实验 PWM讲解 arduino入门,arduino教程



本次实验通过PWM来控制一盏LED灯,让它慢慢变亮再慢慢变暗,如此循环。下面是接线图:


Snap1.jpg

2011-7-21 20:06 上传
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IMGP9871_调整大小.JPG

2011-7-21 20:06 上传
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ARDUINO 代码复制打印

/*
作者:www.geek-workshop.com
元件:控制板,led,导线,面包板
用途: 本次实验演示如何通过analogWrite()命令使连接9号端口的LED灯亮度逐渐变化
  */

int brightness = 0;    //定义整数型变量brightness与其初始值,此变量用来表示LED的亮度。
int fadeAmount = 5;    //定义整数型变量fadeAmount,此变量用来做亮度变化的增减量。
 
void setup()  { 
 
  pinMode(9, OUTPUT);// 设置9号口为输出端口:
} 
 
void loop()  { 
 
  analogWrite(9, brightness);//把brightness的值写入9号端口
 
  brightness = brightness + fadeAmount;//改变brightness值,使亮度在下一次循环发生改变
 
  if (brightness == 0 || brightness == 255) {
    fadeAmount = -fadeAmount ; //在亮度最高与最低时进行翻转
  }     
 
  delay(30); //延时30毫秒                       
}

本次实验效果如下:

analogWrite()



其作用是给端口写入一个模拟值(PWM波)。可以用来控制LED灯的亮度变化,或者以不同的速度驱动马达。当执行analogWrite()命令后,端口会输出一个稳定的占空比的方波。除非有下一个命令来改变它。PWM信号的频率大约为490Hz.



在使用ATmega168与ATmega328的arduino控制板上,其工作在3,5,6,9,10,11端口。Arduino Mega控制板,可以工作于2-13号端口。在更古老的基于ATmega8的arduino控制板上,analogWrite()命令只能工作于9,10,11号端口。在使用analogWrite()命令前,可以不使用pinMode()命令把端口定义为输出端口,当然如果定义了更好,这样利于程序语言规范。



语法

analogWrite(pin, value)



参数

pin:写入的端口

value:占空比:在0-255之间。



注释与已知问题

当PWM输出与5,6号端口的时候,会产生比预期更高的占空比。原因是PWM输出所使用的内部时钟,millis()与delay()两函数也在使用。所以要注意使用5,6号端口时,空占比要设置的稍微低一些,或者会产生5,6号端口无法输出完全关闭的信号。



PWM(Pulse-width modulation)脉宽调制



PWM是使用数字手段来控制模拟输出的一种手段。使用数字控制产生占空比不同的方波(一个不停在开与关之间切换的信号)来控制模拟输出。额~~这个说的太专业了,还是说的通俗点。

以本次实验来看,端口的输入电压只有两个0V与5V。如我我想要3V的输出电压怎么办。。。有同学说串联电阻,对滴,这个方法是正确滴。但是如果我想1V,3V,3.5V等等之间来回变动怎么办呢?不可能不停地切换电阻吧。这种情况下。。。就需要使用PWM了。他是怎么控制的呢,对于arduino的数字端口电压输出只有LOW与HIGH两个开关,对应的就是0V与5V的电压输出,咱本把LOW定义为0,HIGH定义为1.一秒内让arduino输出500个0或者1的信号。如果这500个全部为1,那就是完整的5V,如果全部为0,那就是0V。如果010101010101这样输出,刚好一半一半,输出端口就感觉是2.5V的电压输出了。这个和咱们放映电影是一个道理,咱们所看的电影并不是完全连续的,它其实是每秒输出25张图片,在这种情况下人的肉眼是分辨不出来的,看上去就是连续的了。PWM也是同样的道理,如果想要不同的电压,就控制0与1的输出比例控制就ok~当然。。。这和真实的连续输出还是有差别的,单位时间内输出的0,1信号越多,控制的就越精确。



在下图中,绿线之间代表一个周期,其值也是PWM频率的倒数。换句话说,如果arduino PWM的频率是500Hz,那么两绿线之间的周期就是2毫秒。 analogWrite() 命令中可以操控的范围为0-255, analogWrite(255)表示100%占空比(常开), analogWrite(127)占空比大约为50%(一半的时间)。


pwm.jpg

2011-7-6 21:14 上传
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传统方法实现PWM



除了使用analogWrite()命令实现PWM,还可以通过传统方法来控制电平的开关时间来设置。

请看如下代码ARDUINO 代码复制打印

void setup()
{
  pinMode(13, OUTPUT);//设定13号端口为输出
}
 
void loop()
{
  digitalWrite(13, HIGH);
  delayMicroseconds(100); // 大约10%占空比的1KHz方波
  digitalWrite(13, LOW);
  delayMicroseconds(900);
}


这种方法的的优点是他可以使用任意数字端口做输出端口。而且可以自己随意设定占空比与频率。一个主要的缺点是任何中断都会影响时钟,这样就会导致很大的抖动,除非你禁用中断。第二个却就是CPU在处理输出的时候,就无法做其他事情了。



上面的代码用到了一个新的命令



delayMicroseconds()



其作用是产生一个延时,计量单位是微秒,1000微秒=1毫秒。目前delayMicroseconds()最大值为16383。如果值大于1000,推荐使用delay() 命令。
via - 极客工坊

标签: Arduino教程