RT-Thread学习笔记【PWM设备】

àì夳堔傛蜴生んèń 2022-11-03 00:43 799阅读 0赞

# PWM驱动设备 #

**脉冲宽度调制PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法**，通过不同频率的脉冲使用方波的占空比（duty-cycle）对一个具体的模拟信号的电平进行编码，使输出端得到一系列幅值相等的脉冲，用这些脉冲来替代所需要波形的设备

人话：用定时器控制电压为U输出信号的占空比D（ 0 ≤ D ≤ 1 0\\le D \\le1 0≤D≤1），可以得到0~U之间一个电压UT的输出信号，且有 U T = U ∗ D U\_T=U\*D UT=U∗D

# 裸机PWM的使用方法（复习） #

一般使用定时器来控制PWM

1.  设置定时器溢出值a和频率f
2.  设置定时器为PWM模式，并选择具体的“上升模式”或“下降模式”或“往返模式”
3.  设置定时器比较值k，定时器计数器当前值达到k时则根据设置溢出/反转
4.  设置定时器有效电平，此选项决定了是定时器达到k值前还是达到k值后GPIO输出高/低电平
5.  开启定时器
6.  开启PWM
7.  开始输出

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwNTAwMDA1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

使用途中如果需要改变占空比只要在运行代码里调节k值即可，用上面这张图解释就是上下调整阈值会导致IO逻辑中的跳变沿左右移动

# PWM设备的访问 #

RTT将上面的所有过程封装起来，只要使用以下API，草履虫都能写呼吸灯

### 查找PWM设备 ###

rt_device_t rt_device_find(const char* name);

使用这个API通过设备名称获取设备句柄

### 设置PWM周期和占空比 ###

rt_err_t rt_pwm_set(struct rt_device_pwm *device,//设备句柄
                        int channel,//PWM通道
                        rt_uint32_t period,//周期时间，单位纳秒 ns
                        rt_uint32_t pulse);//脉冲宽度时间，单位纳秒 ns

通过上面的API设置PWM周期和占空比

**PWM的输出频率由周期时间period决定**， 占 空 比 D = p u l s e p e r i o d 占空比D=\\frac\{pulse\}\{period\} 占空比D=periodpulse

注意： p u l s e ≤ p e r i o d pulse \\le period pulse≤period

### 使能和关闭PWM设备 ###

rt_err_t rt_pwm_enable(struct rt_device_pwm *device, int channel);//使能设备
    rt_err_t rt_pwm_disable(struct rt_device_pwm *device, int channel);//关闭设备

其中channel都是OWM通道，设置为1-4

使用例如下

#define PWM_DEV_NAME "pwm3" /* PWM设备名称 */
    #define PWM_DEV_CHANNEL 4 /* PWM通道 */
    struct rt_device_pwm *pwm_dev; /* PWM设备句柄 */   
    rt_uint32_t period, pulse;
    
    period = 500000; /* 周期为0.5ms，单位为纳秒ns */
    pulse = 0; /* PWM脉冲宽度值，单位为纳秒ns */
    
    pwm_dev = (struct rt_device_pwm *)rt_device_find(PWM_DEV_NAME);/* 查找设备 */
    rt_pwm_set(pwm_dev, PWM_DEV_CHANNEL, period, pulse);/* 设置PWM周期和脉冲宽度 */
    rt_pwm_enable(pwm_dev, PWM_DEV_CHANNEL);/* 使能设备 */
    rt_pwm_disable(pwm_dev,PWM_DEV_CHANNEL);/* 关闭设备通道 */

## FinSH命令使用PWM设备 ##

使用以下命令在FinSH中设置、使能和关闭PWM

msh />pwm_set PWM设备名称 PWM通道 周期【单位ns】 脉冲宽度【单位ns】
    
    msh />pwm_enable PWM设备名称 PWM通道
    
    msh />pwm_disable PWM设备名称 PWM通道

# 使用示例 #

呼吸灯就是这么简单.cpp

#include <rtthread.h>
    #include <rtdevice.h>
    
    #define PWM_DEV_NAME "pwm3" /* PWM设备名称 */
    #define PWM_DEV_CHANNEL 4 /* PWM通道 */
    
    struct rt_device_pwm *pwm_dev; /* PWM设备句柄 */
    
    static int pwm_led_sample(int argc, char *argv[])
    { 
        rt_uint32_t period, pulse, dir;
    
        period = 500000;    /* 周期为0.5ms，单位为纳秒ns */
        dir = 1;            /* PWM脉冲宽度值的增减方向 */
        pulse = 0;          /* PWM脉冲宽度值，单位为纳秒ns */
    
        /* 查找设备 */
        pwm_dev = (struct rt_device_pwm *)rt_device_find(PWM_DEV_NAME);
        if (pwm_dev == RT_NULL)
        { 
            rt_kprintf("pwm sample run failed! can't find %s device!\n", PWM_DEV_NAME);
            return RT_ERROR;
        }
    
        /* 设置PWM周期和脉冲宽度默认值 */
        rt_pwm_set(pwm_dev, PWM_DEV_CHANNEL, period, pulse);
        /* 使能设备 */
        rt_pwm_enable(pwm_dev, PWM_DEV_CHANNEL);
    
        while (1)
        { 
            rt_thread_mdelay(50);
            if (dir)
            { 
                pulse += 5000;      /* 从0值开始每次增加5000ns */
            }
            else
            { 
                pulse -= 5000;      /* 从最大值开始每次减少5000ns */
            }
            if (pulse >= period)
            { 
                dir = 0;
            }
            if (0 == pulse)
            { 
                dir = 1;
            }
    
            /* 设置PWM周期和脉冲宽度 */
            rt_pwm_set(pwm_dev, PWM_DEV_CHANNEL, period, pulse);
        }
    }

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwNTAwMDA1_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221024/2d51db45780b461ab24491434dd1b8d8.png