PWM вывод микроконтроллера, для чего он нужен?

Question

Я всегда вижу вывод PWM в микроконтроллерах, как в PIC, для чего он используется?

Answer 1

Несмотря на то, что ШИМ действительно используется для управления двигателем, я бы сказал, что основное использование ШИМ - это цифро-аналоговое преобразование, в случае, если MCU не имеет ЦАП на кристалле (чаще всего его нет). Рабочий цикл ШИМ может использоваться для представления аналогового значения, если вы подключите выход ШИМ к операционному усилителю. Это довольно распространенный дизайн для всех видов приложений.

Большинство систем, регулирующих что-либо, используют ШИМ + операционный усилитель для выдачи аналогового выхода, который можно использовать для управления каким-либо оборудованием. Затем этот аналоговый выход может быть считан обратно в MCU через аналого-цифровой преобразователь, и MCU может соответствующим образом изменить рабочий цикл ШИМ.

Answer 2

Он обозначает широтно-импульсную модуляцию.Это способ отправки имитации аналогового сигнала с использованием цифрового оборудования, так что вы можете имитировать напряжение, которое находится между вашим высоким и низким напряжением.

Все, что я знаю, как это сделать, это зажечь светодиоды на Arduino: -)

Answer 3

Основным назначением для ШИМ является управление двигателем.Вы (обычно) делаете это, чтобы контролировать скорость, с которой работает двигатель.Есть два фактора, способствующих этой работе.Во-первых, двигатель обладает достаточной физической инерцией, поэтому он не будет сильно замедляться или ускоряться при включении и выключении напряжения.Во-вторых, магнитное поле, которое генерируется, когда напряжение проходит через катушки, также имеет степень «инерции» - то есть требуется немного времени, чтобы поле коллапсировало при отключении тока, и некоторое время, чтобы оно восстановилось.при включении тока.

В совокупности это означает, что вы можете изменять скорость двигателя в довольно широком диапазоне, и он все равно будет работать достаточно плавно, а не сильно ускоряться / замедляться, пока выизмените рабочий цикл сигнала PWM.

Обратите внимание, однако, что в большинстве случаев вам do нужен отдельный чип драйвера, чтобы работать больше, чем действительно незначительный двигатель - хотя PWM позволяетЕсли вы генерируете правильный тип сигнала для правильного управления двигателем, типичный микроконтроллер не предназначен для подачи или поглощения тока, необходимого для запуска двигателя.

Answer 4

Некоторые устройства, такие как двигатели и светодиоды, работают более эффективно (или вообще) с определенным входным напряжением, поэтому, когда вы хотите сказать переменную скорость или яркость, изменение аналогового напряжения, как правило, является неудовлетворительным решением и также более сложным длядобиться с помощью цифрового устройства.В этих случаях обычно используется ШИМ.

Если вы хотите получить аналоговое напряжение от ШИМ, вы можете применить фильтр низких частот на выходе, но это не приведет к линейному отклику истинного выхода ЦАП.

Answer 5

Будь то для управления двигателем, настройки яркости светодиода и т. Д., По сути, он используется в качестве 1-битного ЦАП. Если у вас есть что-то, что в идеале требует постоянного напряжения, но что-то в системе не реагирует очень быстро (например, ваши глаза наблюдают за светодиодом или ротором на двигателе), если вы подаете на него сигнал (часто синусоидальный или широтно-импульсный), вы в основном получите интеграл. Pwm не так хорош, как настоящий однобитный ЦАП, как вы могли бы видеть в стереосистеме (один битовый ЦАП был объявленной функцией для проигрывателей компакт-дисков в те времена), вы не используете его для изменения выходных данных в основа цикла, но в течение многих циклов ШИМ. Если вы думаете, что прямоугольная волна имеет коэффициент заполнения 50%, наполовину высокий, наполовину низкий, возьмите среднее значение или интеграл от него, и вы можете визуализировать, что в половине случаев она находится выше средней точки между высоким и низким напряжениями. Если у вас был выход с широтно-импульсной модуляцией там, где он был высоким 3/4 части цикла, то низкий коэффициент 1/4 цикла, который теперь составляет 3/4 доли, является разницей между низким напряжением и максимумом. Если вы питаете двигатель постоянного тока или светодиод или что-то в этом роде, вы получите то, что, по-видимому, составляет 3/4 от того, что вы получили бы, если бы у вас был установлен выход с высоким напряжением. Высокий 25%, низкий 75% даст вам 25% от этого всегда на напряжении и так далее.

Так что да, ШИМ в основном используется как ЦАП, но как ЦАП в том смысле, что он используется для управления двигателями, подсветкой, светодиодами и другими вещами, которые могут потребоваться для контроля напряжения и где-то в системе, будь то встроенный конденсатор, двигатель с физическим ограничением времени отклика или человеческий глаз, который не может видеть мигание светодиода. поэтому в основном используются в качестве ЦАП и в основном используются для управления двигателем, оба являются правильными утверждениями.

По этой причине вы найдете их на микроконтроллерах, подумайте о местах, где вы используете микроконтроллеры, и вы найдете места, где вы также хотите что-то контролировать с помощью pwm.

Answer 6

Одним из распространенных применений является управление серводвигателем. Ширина сигнала ШИМ будет контролировать степень серво выхода.

Answer 7

Вы можете использовать программируемый ШИМ для создания прямоугольных волн.

На более крупном микроконтроллере (LM3s9l97 и др.) Вы можете создавать действительно сложные сигналы.

В основном вы можете получить от четырех до шестисобытия для каждого цикла счетчика (ноль, A, B, нагрузка и еще два для A и B в режиме up-down), и вы можете решить, что делать с каждым событием: переключить выход, установить выход на низкий иустановите высокий уровень выходного сигнала.

С этим можно делать действительно изящные вещи.

Answer 8

Среди всех положительных моментов еще одно новшество в использовании ШИМ - это простое и, возможно, низкое качество звука. Самый простой способ - преобразовать амплитуду амплитуды необработанного звукового сигнала и сопоставить ее с коэффициентом заполнения выходного сигнала ШИМ.

Эта страница является хорошим примером, но она предназначена для микросхем Atmel AVR, а не для PIC. http://aquaticus.info/pwm-music

Answer 9

Широтно-импульсная модуляция, она довольно часто используется в управлении скоростью двигателя. Все, что требует напряжения, которое не является высоким или низким напряжением.