实验三 PWM呼吸灯

CM4实验报告

实验目的

• 熟悉和掌握PWM模块的工作原理、模块结构和软件编程方法。
• 学会调整输出周期和占空比

实验原理

• PWM(Pulse-Width Modulation)可以理解为周期性的输出一连串高电平或低电平的序列，其中高电平视为1，低电平视为0，这样就将数字信号和模拟电路联系起来，实现了控制实际电路的功能。
• 占空比是一串理想的脉冲周期序列中正脉冲的持续时间与脉冲周期的比值。
• 死区时间一般是指控制不到的时间域。在PWM中，死区时间实在输出时，为了避免上下管因为开关速度问题发生同时导通而设置的一个保护时段。通常也指PWM的响应时间。死区时间设置的大，PWM模块更可靠，但是会导致输出波形失真并且降低输出效率。

• 板子上提供4个PWM发生器模块和一个控制模块，一共有8路PWM信号输出。每个PWM发生器输出2路PWM信号，分别是PWMA和PWMB，他们的可以选择是否共享时钟和频率，整个四个PWM模块之间的关系如下图所示：
  

• 实验程序流程：

实现功能

• 通过PWM循环改变占空比，实现呼吸灯。

实验代码

PWM模块初始化

/*******************************************************************
  * 函数：  PWM_Init()
  * 描述：  PWM初始化
  * 输入值：无
  * 返回值：无
  *****************************************************************/
void PWM_Init()
{
    SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_PWM0);
    PWMGenConfigure(PWM0_BASE, PWM_GEN_0|PWM_GEN_1,PWM_GEN_MODE_DOWN | PWM_GEN_MODE_NO_SYNC);
//配置系统时钟和配置重载值(如蜂鸣器，要注意范围2khz-4khz)
    PWMGenPeriodSet(PWM0_BASE, PWM_GEN_0|PWM_GEN_1, 10000);
    PWMPulseWidthSet(PWM0_BASE,PWM_OUT_1|PWM_OUT_2|PWM_OUT_3|PWM_OUT_4|PWM_OUT_5|PWM_OUT_6|PWM_OUT_7|PWM_OUT_0,50);
//PWM输出使能
    PWMOutputState(PWM0_BASE, PWM_OUT_0_BIT |PWM_OUT_1_BIT |PWM_OUT_2_BIT | PWM_OUT_3_BIT, true);
//PWM把发生器使能
    PWMGenEnable(PWM0_BASE, PWM_GEN_0);
    PWMGenEnable(PWM0_BASE, PWM_GEN_1);
}

呼吸灯实现

/*******************************************************************
  * 函数：  breathLED_run()
  * 描述：  使呼吸灯闪烁，这里用循环让占空比从变大到变小，再利用PWMPulseWidthSet() 每次循环改变占空比形成亮灭。
  * 输入值：无
  * 返回值：无
  *****************************************************************/
  void breathLED_run(){
  while(1)
    {
        for(ui32Loop=0;ui32Loop<1000;ui32Loop++)
        {
            ;
        }
        PWMPulseWidthSet(PWM0_BASE, PWM_OUT_1,PWMPulseWidth);
        PWMPulseWidthSet(PWM0_BASE, PWM_OUT_2,PWMPulseWidth);
        PWMPulseWidthSet(PWM0_BASE, PWM_OUT_3,PWMPulseWidth);
        PWMPulseWidth += flip;
        if(PWMPulseWidth >= 9990)
        {
            flip = -5;
        }
        else if(PWMPulseWidth <= 50)
        {
            flip = 5;
        }
    }
}

遇到的问题和解决办法

• PWM的初始化将LED0,1,2通过引脚复用配置成PWM输出，所以此时这三个led不再做为gpio口工作，再要以gpio口控制他们，需要将对应端口重新配置。

实验结论

• PWM使用时要首先将PWM模块本身使能，然后再将想要控制的外设使能并配置为PWM输入模式。
• 每一路PWM波可以控制一个外设也可以控制多个外设，我们实验中只适用了其中的一路，而如果我们需要小灯或蜂蜜器以不同的频率和节奏亮灭（响起），一路输出就不能做到。
• 板子上的管脚复用情况是已经定好的，也就是说如果要利用pwm波，首先物理模块必须连在一起，这样库函数里才有对应的句柄。另外pwm本身要记的函数比较多，但是在配置好后最常用的还是PWMPulseWidth。