Arduino 系列：Arduino Due 系列 (基于 ATSAM3X8E)_（13）.PWM信号生成.docxVIP

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PWM信号生成

脉宽调制（PWM）是一种常用的信号生成技术，通过改变脉冲宽度来控制信号的平均电压。在ArduinoDue中，PWM信号生成是通过其内部的高级定时器（AdvancedTimer，简称AT）来实现的。这些定时器可以产生高精度的PWM信号，适用于各种应用场景，如电机控制、LED调光、音频生成等。

PWM的基本原理

PWM信号是一种方波信号，其周期固定，但脉冲宽度可以根据需要调整。PWM信号的占空比（DutyCycle）定义为高电平时间与周期的比值，通常以百分比表示。例如，50%的占空比表示高电平和低电平的时间相等。

PWM信号的生成过程通常包括以下步骤：

设置定时器周期：确定PWM信号的周期时间。

设置脉冲宽度：确定高电平的时间。

启动定时器：开始生成PWM信号。

ArduinoDue的PWM功能

ArduinoDue基于ATSAM3X8E微控制器，该微控制器内置了多个高级定时器，可以用于生成PWM信号。这些定时器包括TC0、TC1、TC2、TC3、TC4、TC5、TC6和TC7。每个定时器可以独立设置其周期和脉冲宽度，支持高分辨率的PWM信号生成。

PWM引脚

ArduinoDue板上有多个引脚支持PWM信号输出。这些引脚包括：

D2

D3

D4

D5

D6

D7

D8

D9

D10

D11

D12

D13

D22(DAC0)

D23(DAC1)

设置PWM信号

在ArduinoDue中，设置PWM信号主要通过以下步骤：

选择定时器：选择一个合适的定时器来生成PWM信号。

配置定时器：设置定时器的模式、频率和脉冲宽度。

启用PWM输出：将定时器输出连接到指定的PWM引脚。

示例：生成一个50%占空比的PWM信号

以下是一个示例代码，展示如何在ArduinoDue上生成一个50%占空比的PWM信号。我们将使用TC0定时器和D2引脚来实现。

//定义使用的定时器和引脚

#definePWM_PIN2

#definePWM_CHANNEL0

#definePWM_TIMER_TC0

//定义PWM信号的周期和脉冲宽度

#definePWM_PERIOD10000//周期为10000个时钟周期

#definePWM_DUTY5000//脉冲宽度为5000个时钟周期

voidsetup(){

//配置定时器

pmc_set_writeprotect(false);//取消定时器写保护

pmc_enable_periph_clk(PWM_TIMER_TC0);//启用定时器时钟

TC_Configure(PWM_TIMER_TC0,PWM_CHANNEL,

TC_CMR_WAVE|TC_CMR_WAVSEL_UP_RC|TC_CMR_TCCLKS_TIMER_CLOCK1

|TC_CMR_ACPA_CLEAR|TC_CMR_ACPC_SET|TC_CMR_BCPB_CLEAR|TC_CMR_BCPC_SET);

//设置定时器的周期和脉冲宽度

TC_SetRC(PWM_TIMER_TC0,PWM_CHANNEL,PWM_PERIOD);

TC_SetRA(PWM_TIMER_TC0,PWM_CHANNEL,PWM_DUTY);

//启用PWM输出

pinMode(PWM_PIN,OUTPUT);

TC_Start(PWM_TIMER_TC0,PWM_CHANNEL);

}

voidloop(){

//保持空循环

}

代码解释

定义宏：

PWM_PIN：指定PWM输出引脚为D2。

PWM_CHANNEL：指定使用TC0定时器的通道0。

PWM_TIMER_TC0：指定使用TC0定时器。

定义PWM信号的周期和脉冲宽度：

PWM_PERIOD：周期设置为10000个时钟周期。

PWM_DUTY：脉冲宽度设置为5000个时钟周期，占空比为50%。

配置定时器：

pmc_set_writeprotect(false)：取消定时器写保护。

pmc_enable_periph_clk(PWM_TIMER_TC0)：启用定时器时钟。

TC_Configure(PWM_TIMER_TC0,PWM_CHANNEL,...)：配置定时器的模式、频率和脉冲宽度。具体配置如下：

TC_CMR_WAVE：启用波形生成模式。

TC_CMR_WAVSEL_UP_RC：选择上升沿到RC比较值的模式。

TC_CMR_TCCLKS_TIMER_CLOCK1：选择时钟源