闲话pwm

即脉冲宽度调制,俗称占空比。其样子如上图所示,一高一低的方波。

pwm的产生有很多方式,最简单的是用开关控制,周期的开(高)和断(低)就可以产生简单的pwm了。也可以使用555定时器这样的集成器件产生等。在单片机中,产生pwm几乎都是利用定时器作为“时钟基准”产生固定周期、固定占空比的pwm。

我所接触到使用pwm的地方大都是控制电机转速和控制舵机旋转的角度。

大多数舵机的控制原理是基于电位差的比较,舵机内部的控制电路对舵机旋转角度会产生一个“基准”,然后利用输入的pwm和舵机内部的“基准”进行比较/做差值,然后得到需要调整的大小,最后当差值为0说明到达指定角度,因此达到精准定位!

求交流电的有效值的方式大概是积分然后求平均,于是乎可以基于这个思想求pwm的“有效值”,那么:“有效值”=最大值×占空比(这需要要求它的频率要足够高才行,否则难以近似)。于是乎直流电源的降压就可以通过pwm来实现了。直流电源的升压也是可以利用这种思想实现的,不过比较复杂,在此不多谈论。基于这个的思想可知:在固定幅值和固定频率(足够大)下,不同占空比可以得到不同大小的电压。
讲完上面的就可以接着讲控制电机转速的问题了。
利用MOS管,在不同大小的控制电压下,可以得到不同大小的输出电压,因此可以控制电机的转速。pwm正好可以充当不同大小的控制电压,因此利用pwm就可以控制电机的转速,进而达到控制速度了。

今天上的两次课都讲到了pwm,有所感触(有傅里叶内味了),故写下此篇。时间仓促,写的比较随意,很多条件已经忽略了,详细内容还请仔细查阅。 有问题的地方还请斧正!有补充的也欢迎留言!

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