新唐M051的PWM疑问？

微处理器的DAC功能虽然可以输出比较准确的电压，但并不是所有的微处理器都具备的，而且在点亮LED方面也存在着一点的缺陷，所以mbed还提供了另外一种模拟输出功能，即脉宽调制（PWM:(Pulse Width Modulation）输出。它是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法，简单来说就是通过一个时钟周期内高低电平的不同占空比来表征模拟信号，如下面就是一个具体的编码样例（三角波是用来生成PWM编码的）：

对于生成的PWM编码还可以用简单的电路进行还原，如下面的低通滤波电路就可以得到原来的模拟信号：

mbed使用PwmOut类来实现PWM输出功能

它提供的主要方法如下：

对于xbed LPC1768来说，p21,p22,p23,p24,p25,p26具备PWM输出功能，另外LED1，LED2，LED3，LED4相连的管脚也具备PWM输出功能。

体现PWM输出效果的最简单方式就是LED，前面的模拟输出我们已经看出LED的亮度会随着电压的升高而变量，但必须要在导通电压以上才能点亮，所以效果并不明显，但PWM输出则不一样，它控制的是输出的时间长度，只要是高电平，电压都在LED的导通电压之上，但因为人眼的特性，PWM输出的值越大，则量度越高，所以有效会更好，下面是我们的示例代码：

PwmOut PWM1(LED1);

PwmOut PWM2(LED2);

PwmOut PWM3(LED3);

PwmOut PWM4(LED4);

float pv=0;

int main()

{

    PWM1.period_us(100);

    PWM2.period_us(100);

    PWM3.period_us(100);

    PWM4.period_us(100);

    PWM1=0;

    PWM2=0.25;

    PWM3=0.5;

    PWM4=0.75;

    while (1)

    {

        PWM1=pv;

        pv=pv+0.01;

        wait(0.05);

        if (pv>1)

            pv=0;

    }

}

    上载该程序后你就可以感受到PWM输出的效果，在这里我们需要注意的是，PWM输出的设置效果是持续性的，你只要设置后，那个管脚就一直处于你设置的状态，你也无需再用代码进行管理，我们还可以用pulsewidth方法实现同样的功能，两者的唯一区别就在于设定的方法，一个是设定百分比，另外一个则是设定脉宽时间。

PwmOut PWM1(LED1);

PwmOut PWM2(LED2);

PwmOut PWM3(LED3);

PwmOut PWM4(LED4);

int pv=0;

int main()

{

    PWM1.period_us(100);

    PWM2.period_us(100);

    PWM3.period_us(100);

    PWM4.period_us(100);

    PWM1.pulsewidth_us(0);

    PWM2.pulsewidth_us(25);

    PWM3.pulsewidth_us(50);

    PWM4.pulsewidth_us(75);

    while (1)

    {

        PWM1.pulsewidth_us(pv);

        pv++;

        wait(0.05);

        if (pv==100)

            pv=0;

    }

}

我们前面已经说过，具备PWM输出功能的GPIO管脚是有限的，那么对于其它GPIO管脚，我们能否用软件模拟的方式实现呢？显然，从PWM输出的工作原理可知，我们可以通过GPIO高低电平加延迟的变化来实现，下面是个简单的示例代码，和原生PWM输出不同的是，模拟PWM输出必须始终由代码来控制，下面的代码就是PWM模拟输出的模拟示范：

DigitalOut led1(LED1);

DigitalOut led2(LED2);

DigitalOut led3(LED3);

DigitalOut led4(LED4);

int main()

{

    while(1)

    {

        led1=0;

        led2=0;

        led3=0;

        led4=0;

        for (long j=0;j<1000;j++)

        {

            led1 = 1;

            wait_us(100);

            led1 = 0;

            wait_us(900);

        }

        led2=1;

        for (long j=0;j<1000;j++)

        {

            led1 = 1;

            wait_us(500);

            led1 = 0;

            wait_us(500);

        }

        led3=1;

        for (long j=0;j<1000;j++)

        {

            led1 = 1;

            wait_us(900);

            led1 = 0;

            wait_us(100);

        }

        led4=1;

    }

}

在现实世界中，PWM输出可以用来控制步进电机和输出音乐，对于步进电机来说，利用的是PWM输出固定脉宽的功能，而对于音乐输出来说，用的则是PWM输出的固定频率也即时钟周期功能，考虑到应用效果的方便体验，我们这里主要描述如何用PWM来输出音乐。

音乐中的任意一个音阶都对应着一个固定的频率，当把不同时长的音阶连在了一起就成了音乐，所以，我们用mbed来输出音乐的关键就是控制不同PWM输出的时长，下面的代码演奏了一个完整的音阶：

#define NOTE_B0  31

#define NOTE_C1  33

#define NOTE_CS1 35

#define NOTE_D1  37

#define NOTE_DS1 39

#define NOTE_E1  41

#define NOTE_F1  44

#define NOTE_FS1 46

#define NOTE_G1  49

#define NOTE_GS1 52

#define NOTE_A1  55

#define NOTE_AS1 58

#define NOTE_B1  62

#define NOTE_C2  65

#define NOTE_CS2 69

#define NOTE_D2  73

#define NOTE_DS2 78

#define NOTE_E2  82

#define NOTE_F2  87

#define NOTE_FS2 93

#define NOTE_G2  98

#define NOTE_GS2 104

#define NOTE_A2  110

#define NOTE_AS2 117

#define NOTE_B2  123

#define NOTE_C3  131

#define NOTE_CS3 139

#define NOTE_D3  147

#define NOTE_DS3 156

#define NOTE_E3  165

#define NOTE_F3  175

#define NOTE_FS3 185

#define NOTE_G3  196

#define NOTE_GS3 208

#define NOTE_A3  220

#define NOTE_AS3 233

#define NOTE_B3  247

#define NOTE_C4  262

#define NOTE_CS4 277

#define NOTE_D4  294

#define NOTE_DS4 311

#define NOTE_E4  330

#define NOTE_F4  349

#define NOTE_FS4 370

#define NOTE_G4  392

#define NOTE_GS4 415

#define NOTE_A4  440

#define NOTE_AS4 466

#define NOTE_B4  494

#define NOTE_C5  523

#define NOTE_CS5 554

#define NOTE_D5  587

#define NOTE_DS5 622

#define NOTE_E5  659

#define NOTE_F5  698

#define NOTE_FS5 740

#define NOTE_G5  784

#define NOTE_GS5 831

#define NOTE_A5  880

#define NOTE_AS5 932

#define NOTE_B5  988

#define NOTE_C6  1047

#define NOTE_CS6 1109

#define NOTE_D6  1175

#define NOTE_DS6 1245

#define NOTE_E6  1319

#define NOTE_F6  1397

#define NOTE_FS6 1480

#define NOTE_G6  1568

#define NOTE_GS6 1661

#define NOTE_A6  1760

#define NOTE_AS6 1865

#define NOTE_B6  1976

#define NOTE_C7  2093

#define NOTE_CS7 2217

#define NOTE_D7  2349

#define NOTE_DS7 2489

#define NOTE_E7  2637

#define NOTE_F7  2794

#define NOTE_FS7 2960

#define NOTE_G7  3136

#define NOTE_GS7 3322

#define NOTE_A7  3520

#define NOTE_AS7 3729

#define NOTE_B7  3951

#define NOTE_C8  4186

#define NOTE_CS8 4435

#define NOTE_D8  4699

#define NOTE_DS8 4978

int melody[] = {  NOTE_C4, NOTE_D4,NOTE_E4, NOTE_F4, NOTE_G4,NOTE_A5,NOTE_B5,NOTE_C5};

int noteDurations[] = {  2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2 };

PwmOut m(p21);

#define MDELAY 1

DigitalOut led(LED1);

int main()

{

      for (int thisNote = 0; thisNote < 8; thisNote++) {

        m.period_us(1000000/melody[thisNote]);

        m.write(0.5);

        wait(noteDurations[thisNote]);

        led=!led;

      }

}

为了验证此程序的效果，用户需要使用一个无源蜂鸣器（同样也有方向性，需要注意，长腿的是正）连接到数字管脚21和GND