脉宽调制技术原理

硬件控制器
许多微控制器内部都包含有PWM控制器。例如，Microchip公司的PIC16C67内含两个PWM控制器，每一个都可以选择接通时间和周期。占空比是接通时间与周期之比；调变频率为周期的倒数。执行PWM作业之前，这种微处理器要求在软件中完成以下工作：

设置提供调变方波的片上定时器/计数器的周期

在PWM控制缓存器中设置接通时间

设置PWM输出的方向，这个输出是一个通用I/O管脚

启动定时器

使能PWM控制器

虽然具体的PWM控制器在编程细节上会有所不同，但它们的基本方向通常是相同的。

通讯与控制
PWM的一个优点是从处理器到被控系统信号都是数字形式的，无需进行数字模拟转换。让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小。噪声只有在强到足以将逻辑1改变为逻辑0或将逻辑0改变为逻辑1时，也才能对数字信号产生影响。

对噪音抵抗能力的增强是PWM相对于模拟控制的另外一个优点，而且这也是在某些时候将PWM用于通讯的主要原因。从模拟信号转向PWM可以极大地延长通讯距离。在接收端，藉由适当的RC或LC网络可以滤除调变高频方波并将信号还原为模拟形式。

PWM广泛应用在多种系统中。作为一个具体的例子，我们来考察一种用PWM控制的制动器。简单地说，制动器是紧夹住某种东西的一种装置。许多制动器使用模拟输入信号来控制夹紧压力(或制动功率)的大小。加在制动器上的电压或电流越大，制动器产生的压力就越大。

可以将PWM控制器的输出连接到电源与制动器之间的一个开关。要产生更大的制动功率，只需藉由软件加大PWM输出的占空比就可以了。如果要产生一个特定大小的制动压力，需要藉由测量来确定占空比和压力之间的数学关系(所得的公式或查找表藉由变换可用于控制温度、表面磨损等等)。

例如，假设要将制动器上的压力设定为100psi，软件将作一次反向查找，以确定产生这个大小的压力的占空比应该是多少。然后再将PWM占空比设置为这个新值，制动器就可以相应地进行响应了。如果系统中有一个传感器，则可以藉由死循环控制来调节占空比，直到精确产生所需的压力。

总之，PWM既经济、节约空间、抗噪性能强，是一种值得广大工程师在许多设计应用中使用的有效技术。

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