24小时联系电话:18217114652、13661815404
中文
行业资讯
PCB设计中使用微控制器实现PWM
PWM是将连续的数字信号转换为一系列脉冲的技术。PWM通常用作生成与数字值相关的模拟信号的方式。您会发现PWM用于控制伺服电机,调暗LED,驱动蜂鸣器,对通信信号进行编码等等。
具有各种占空比的PWM波形。
要了解PWM,您需要熟悉一些术语:幅度,周期,脉冲宽度和占空比。
PWM信号的幅度通常是电路的Vcc。
周期由从一个上升沿到下一个上升沿所花费的时间定义。
脉冲宽度是单个脉冲的上升沿和下降沿之间的时间间隔。
占空比是逻辑1脉冲宽度与波形周期的百分比。
PWM通过根据配置的数字值调整波形的占空比来运行。这样,它可以从数字输出产生模拟信号。例如,振幅为5V的75%占空比PWM将产生3.75V。该原理可用于调暗LED或直流电动机的速度。
更改PWM信号的占空比也是控制伺服电机的一种方法。伺服电机根据PWM信号的占空比改变其角度。例如,20 ms脉冲的1 ms脉冲宽度会将伺服位置设置为0°。发送1.5毫秒会将伺服器移至90°。
如何使用微控制器发送PWM信号
使用内置模块从微控制器发送PWM信号。
产生PWM信号的最简单方法是通过微控制器。现代微控制器(无论是8位,16位还是32位)都配有PWM模块。PWM模块通过设置数字引脚的电压电平,将定时器递增到预设的脉冲宽度并在剩余的周期内切换引脚来工作。
在MCU上配置PWM功能时,重要的是要确定信号的频率和分辨率是否合适。例如,如果使用PWM对LED进行调光,则如果时钟频率太高而无法启动,则可能需要预分频器,否则调光效果几乎不会引起注意。
分辨率使您可以更好地控制脉冲宽度。8位微控制器会将您限制为8位分辨率,即256步。伺服电机的最大位置通常为PWM信号的10%占空比。这意味着,使用8位微控制器,您将只有25步的伺服电机位置。
配置完参数后,激活PWM模块并提供占空比值非常简单。
微控制器PWM的EMI注意事项
使用PWM控制高频大功率设备时,请注意EMI。
如果PWM信号在几十千赫兹区域内为低频信号,则EMI并不会引起太大关注。在发送高频,大电流PWM信号时,例如在使用PWM控制大功率电机或进行符号速度通信时,您需要警惕EMI辐射。
在这种情况下,重要的是要使PWM信号远离其他敏感组件,尤其是模拟组件。另外,请确保PWM信号的返回路径尽可能靠近信号走线,以防止噪声耦合到其他组件的接地。