注意!pwm設(shè)計(jì)要點(diǎn)助你避坑，pwm微控制器如何布局?

pwm，也就是脈寬調(diào)制技術(shù)。在往期pwm相關(guān)文章中，小編對(duì)pwm技術(shù)、pwm和pfm的區(qū)別等諸多內(nèi)容有所闡述。為增進(jìn)大家對(duì)pwm的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器pwm設(shè)計(jì)要點(diǎn)、pwm的優(yōu)勢(shì)以及pwm微控制器布局注意事項(xiàng)予以闡述。如果你對(duì)pwm具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、定時(shí)/計(jì)數(shù)器pwm設(shè)計(jì)要點(diǎn)

根據(jù)pwm的特點(diǎn)，在使用定時(shí)/計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)輸出pwm時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1.首先應(yīng)根據(jù)實(shí)際的情況，確定需要輸出的pwm頻率范圍，這個(gè)頻率與控制的對(duì)象有關(guān)。如輸出pwm波用于控制燈的亮度，由于人眼不能分辨42Hz以上的頻率，所以pwm的頻率應(yīng)高于42Hz，否則人眼會(huì)察覺到燈的閃爍。

2.然后根據(jù)需要pwm的頻率范圍確定定時(shí)/計(jì)數(shù)器的pwm工作方式。AVR定時(shí)/計(jì)數(shù)器的pwm模式可以分成快速pwm和頻率(相位)調(diào)整pwm兩大類。

3.快速pwm可以的到比較高頻率的pwm輸出，但占空比的調(diào)節(jié)精度稍微差一些。此時(shí)計(jì)數(shù)器僅工作在單程正向計(jì)數(shù)方式，計(jì)數(shù)器的上限值決定pwm的頻率，而比較匹配寄存器的值決定了占空比的大小。pwm頻率的計(jì)算公式為：

pwm頻率 = 系統(tǒng)時(shí)鐘頻率/(分頻系數(shù)*(1+計(jì)數(shù)器上限值))

4.快速pwm模式適合要求輸出pwm頻率較高，但頻率固定，占空比調(diào)節(jié)精度要求不高的應(yīng)用。

5.頻率(相位)調(diào)整pwm模式的占空比調(diào)節(jié)精度高，但輸出頻率比較低，因?yàn)榇藭r(shí)計(jì)數(shù)器僅工作在雙向計(jì)數(shù)方式。同樣計(jì)數(shù)器的上限值決定了pwm的頻率，比較匹配寄存器的值決定了占空比的大小。pwm頻率的計(jì)算公式為：

pwm頻率 = 系統(tǒng)時(shí)鐘頻率/(分頻系數(shù)*2*計(jì)數(shù)器上限值))

6.相位調(diào)整pwm模式適合要求輸出pwm頻率較低，但頻率固定，占空比調(diào)節(jié)精度要求高的應(yīng)用。當(dāng)調(diào)整占空比時(shí)，pwm的相位也相應(yīng)的跟著變化(Phase Correct)。

7.頻率和相位調(diào)整pwm模式適合要求輸出pwm頻率較低，輸出頻率需要變化，占空比調(diào)節(jié)精度要求高的應(yīng)用。此時(shí)應(yīng)注意：不僅調(diào)整占空比時(shí)，pwm 的相位會(huì)相應(yīng)的跟著變化;而一但改變計(jì)數(shù)器上限值，即改變pwm的輸出頻率時(shí)，會(huì)使pwm的占空比和相位都相應(yīng)的跟著變化(Phase and Frequency Correct)。

8. 在pwm方式中，計(jì)數(shù)器的上限值有固定的0xFF(8位T/C);0xFF、0x1FF、0x3FF(16位T/C)?；蛴捎脩粼O(shè)定的 0x0000-0xFFFF，設(shè)定值在16位T/C的ICP或OCRA寄存器中。而比較匹配寄存器的值與計(jì)數(shù)器上限值之比即為占空比。

二、脈沖寬度調(diào)制的優(yōu)勢(shì)

脈沖寬度調(diào)制是一種通過改變脈沖寬度而不是改變信號(hào)頻率來調(diào)制功率的方法。這將使用數(shù)字電路而非模擬電路來產(chǎn)生可變電壓。數(shù)字電路通常僅產(chǎn)生兩個(gè)電壓：高電壓和低電壓，或開和關(guān)。為了從數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生pwm功率，信號(hào)被分解為ON和OFF。脈沖周期的持續(xù)時(shí)間是恒定的，但是脈沖處于ON或OFF狀態(tài)的時(shí)間會(huì)改變。

脈沖的ON或高狀態(tài)稱為“占空比”，這對(duì)于產(chǎn)生可變功率非常重要。例如，占空比為50%意味著脈沖的一半處于高電平狀態(tài)，而另一半則處于低電平狀態(tài)。如果信號(hào)的高電平為5伏，低電平為0伏，則輸出電壓將為2.5伏。由于總脈沖時(shí)間是恒定的，因此25%的占空比將導(dǎo)致四分之一的脈沖處于高狀態(tài)，而四分之三的脈沖將處于低狀態(tài)。這將提供1.25伏的輸出。通過改變占空比，可以改變電壓輸出。

pwm是一種非常有效的數(shù)字控制功率的方法。盡管許多pwm電路是使用不同的時(shí)序芯片構(gòu)建的，但微處理器芯片中也有pwm輸出。計(jì)算機(jī)CPU中內(nèi)置的pwm功能在控制變速風(fēng)扇電機(jī)或LED方面非常有用。例如，對(duì)于LED，當(dāng)向它們施加電流時(shí)，它們是非線性的，僅用50%的電流就不會(huì)產(chǎn)生50%的光。這使LED難以通過改變電流來控制，而使用pwm則可以對(duì)光水平進(jìn)行更線性的控制。

三、pwm微控制器布局注意事項(xiàng)

從微控制器布置pwm電路類似于在印制電路板上布置其他類型的電源電路; 負(fù)載設(shè)備應(yīng)放置在靠近pwm輸出的位置，以最小化阻抗。提前對(duì)布局進(jìn)行布局規(guī)劃對(duì)于充分利用冷卻風(fēng)扇并確保較大的組件不會(huì)阻塞流向控制器或其他矮型組件的空氣流而言至關(guān)重要。還應(yīng)確保將pwm電路與其他敏感電路隔離開來，并盡可能避免在pwm電路下面布線其他電路。使用內(nèi)部接地層作為對(duì)其他信號(hào)層的屏蔽也個(gè)不錯(cuò)的方法。

以上便是此次小編帶來的“pwm”相關(guān)內(nèi)容，通過本文，希望大家對(duì)pwm的一些設(shè)計(jì)要點(diǎn)具備一定的認(rèn)知。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!