脉宽调制功能(PWM)
名词解释
PWM 是 Pulse Width Modulation 的缩写,它的中文名字是脉冲宽度调制,它利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制,其实就是使用数字信号达到一个模拟信号的效果。
首先从它的名字来看,脉冲宽度调制,就是改变脉冲宽度来实现不同的效果。我们先来看三组不同的脉冲信号,如图 10-1 所示。
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这是一个周期是 10ms,即频率是 100Hz 的波形,但是每个周期内,高低电平脉冲宽度各不相同,这就是 PWM 的本质。在这里大家要记住一个概念,叫做“占空比”。占空比是指高电平的时间占整个周期的比例。比如第一部分波形的占空比是 40%,第二部分波形占空比是 60%,第三部分波形占空比是 80%,这就是 PWM 的解释。
如果我们把这个间隔不断的减小,减小到我们的肉眼分辨不出来,也就是 100Hz 以上的频率,这个时候小灯表现出来的现象就是既保持亮的状态,但亮度又没有 LED = 0;时的亮度高。那我们不断改变时间参数,让 LED = 0;的时间大于或者小于 LED = 1;的时间,会发现亮度都不一样,这就是模拟电路的感觉了,不再是纯粹的 0 和 1,还有亮度不断变化。
函数解释
1.使用 RPI.GPIO 模块的脉宽调制(PWM)功能
创建一个 PWM 实例:
p = GPIO.PWM(channel, frequency)
启用 PWM:
p.start(dc) # dc 代表占空比(范围:0.0 <= dc >= 100.0)
更改频率:
p.ChangeFrequency(freq) # freq 为设置的新频率,单位为 Hz
更改占空比:
p.ChangeDutyCycle(dc) # 范围:0.0 <= dc >= 100.0
停止 PWM:
p.stop()
注意,如果实例中的变量“p”超出范围,也会导致 PWM 停止。
代码示例
以下为使 LED 每两秒钟闪烁一次的示例:
import RPi.GPIO as GPIO
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(12, GPIO.OUT)
p = GPIO.PWM(12, 0.5)
p.start(1)
input('点击回车停止:') # 在 Python 2 中需要使用 raw_input
p.stop()
GPIO.cleanup()
以下为使 LED 在亮/暗之间切换的示例:
import time
import RPi.GPIO as GPIO
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(12, GPIO.OUT)
p = GPIO.PWM(12, 50) # 通道为 12 频率为 50Hz
p.start(0)
try:
while 1:
for dc in range(0, 101, 5):
p.ChangeDutyCycle(dc)
time.sleep(0.1)
for dc in range(100, -1, -5):
p.ChangeDutyCycle(dc)
time.sleep(0.1)
except KeyboardInterrupt:
pass
p.stop()
GPIO.cleanup()