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第十九章 machine.PWM类实验
本章将介绍machine模块中的PWM类。通过本章的学习，读者将学习到machine模块中PWM类的使用。 本章分为如下几个小节： 19.1 machine.PWM类介绍 19.2 硬件设计 19.3 程序设计 19.4 运行验证 19.1 machine.PWM类介绍 machine.PWM类是machine模块内提供的类，该类主要用于产生PWM（Pulse-width modulation，脉冲宽度调制），且能够任意通过Kendryte K210上的47个自由IO进行输出。每个PWM都依赖于一个Timer对象，且当Timer对象于PWM对象绑定后，Timer对象便不能再做为普通的定时器使用。因为Kendryte K210拥有3个硬件定时器，且每个硬件定时器有4个通道，因此使用machine.PWM类最大可以同时产生12路PWM。 machine.PWM提供了PWM构造函数，用于创建一个PWM对象，PWM构造函数如下所示： class PWM(tim, freq=None, duty=None, pin=-1, enable=True) 通过PWM构造函数可以通过指定参数创建并初始化一个PWM对象。 tim指的是Timer对象，Timer对象可以通过machine.Timer类中的Timer构造函数进行构造。 freq指的是PWM的频率。 duty指的是PWM占空比，即一个PWM周期中高电平所占时间的百分比。 pin指的是PWM的输出引脚，也可以不设置，而是使用FPIOA管理器进行分配。 enable指的是是否在PWM对象构造成功后便开始产生并输出PWM，当为True时，PWM对象会在被构造成功后便开始产生并输出PWM，当为False时，PWM对象在被构造成功后并不会开始产生并输出PWM。 PWM构造函数的使用示例如下所示： from board import board_info from machine import Timer from machine import PWM timer = Timer(Timer.TIMER0, Timer.CHANNEL0, MODE_PWM) pwm = PWM(timer, freq=500000, duty=50, pin=board_info.LEDR, enable=True) machine.PWM类为PWM对象提供了enable()方法，用于开启PWM对象产生并输出PWM，enable()方法如下所示： PWM.enable() enable()方法用于开启PWM对象产生并输出PWM，方法执行后，Kendryte K210上指定的IO引脚，并会输出特定频率和占空比的PWM。 enable()方法的使用示例如下所示： from board import board_info from machine import Timer from machine import PWM timer = Timer(Timer.TIMER0, Timer.CHANNEL0, MODE_PWM) pwm = PWM(timer, freq=500000, duty=50, pin=board_info.LEDR, enable=False) pwm.enable() machine.PWM类为PWM对象提供了disable()方法，用于轻质PWM对象产生并输出PWM，disable()方法如下所示： PWM.disable() disable()方法用于停止PWM对象产生并输出PWM，方法执行后，Kendryte K210的特定IO引脚便会停止输出PWM。 disable()方法的使用示例如下所示： from board import board_info from machine import Timer from machine import PWM timer = Timer(Timer.TIMER0, Timer.CHANNEL0, MODE_PWM) pwm = PWM(timer, freq=500000, duty=50, pin=board_info.LEDR, enable=True) pwm.disable() machine.PWM类为PWM对象提供了freq()方法，用于配置或获取PWM对象产生的PWM的频率，freq()方法如下所示： PWM.freq(freq) freq()方法用于配置或获取PWM对象产生的PWM频率。 freq指的是要配置的PWM频率，PWM频率的配置是即时生效的，或该参数为空，则freq()方法将返回当前PWM对象产生PWM的频率。 freq()方法的使用示例如下所示： from board import board_info from machine import Timer from machine import PWM timer = Timer(Timer.TIMER0, Timer.CHANNEL0, MODE_PWM) pwm = PWM(timer, freq=500000, duty=50, pin=board_info.LEDR, enable=True) pwm.freq(100000) machine.PWM类为PWM对象提供了duty()方法，用于配置或获取PWM对象产生的PWM的占空比，duty()方法如下所示： PWM.duty(duty) duty()方法用于配置或获取PWM对象产生的PWM占空比，这里的占空比指的是PWM高电平时间占整个PWM周期的百分比。 duty指的是要配置的PWM占空比，PWM占空比的配置是即时生效的，或该参数为空，则duty()方法将返回当前PWM对象产生PWM的占空比。 duty()方法的使用示例如下所示： from board import board_info from machine import Timer from machine import PWM timer = Timer(Timer.TIMER0, Timer.CHANNEL0, MODE_PWM) pwm = PWM(timer, freq=500000, duty=50, pin=board_info.LEDR, enable=True) pwm.duty(66) 19.2 硬件设计 19.2.1 例程功能 1. 创建一个PWM对象，并创建一个PWM模式的Timer对象与之绑定 2. 按下KEY0按键后增加PWM对象输出PWM的占空比 3. 按下KEY1按键后减少PWM对象输出PWM的占空比 19.2.2 硬件资源 1. 双色LED LEDR - IO24 2. 独立按键 KEY0按键 - IO18 KEY1按键 - IO19 19.2.3 原理图 本章实验内容，主要讲解machine.PWM类的使用，无需关注原理图。 19.3 程序设计 19.3.1 machine.PWM类 有关machine.PWM类的介绍，请见第19.1小节《machine.PWM类介绍》。 19.3.2 程序流程图 图19.3.2.1 machine.PWM类实验流程图 19.3.3 main.py代码 main.py中的脚本代码如下所示： from board import board_info from fpioa_manager import fm from maix import GPIO import time from machine import Timer from machine import PWM fm.register(board_info.KEY0, fm.fpioa.GPIOHS0) fm.register(board_info.KEY1, fm.fpioa.GPIOHS1) key0 = GPIO(GPIO.GPIOHS0, GPIO.IN, GPIO.PULL_UP) key1 = GPIO(GPIO.GPIOHS1, GPIO.IN, GPIO.PULL_UP) timer0 = Timer(Timer.TIMER0, Timer.CHANNEL0, mode=Timer.MODE_PWM) # 构造PWM对象 pwm0 = PWM(timer0, freq=500000, duty=50, pin=board_info.LEDR, enable=True) duty = 50 while True: if key0.value() == 0: time.sleep_ms(20) if key0.value() == 0: duty = duty + 10 while key0.value() == 0: pass elif key1.value() == 0: time.sleep_ms(20) if key1.value() == 0: duty = duty - 10 while key1.value() == 0: pass if duty == 0: duty = 10 elif duty == 110: duty = 100 # 修改PWM占空比 if pwm0.duty() != duty: pwm0.duty(duty) time.sleep_ms(10) 可以看到，首先是初始化使用到独立按键的IO，然后构造了一个PWM模式的Timer对象。 接下来构造了一个PWM对象，PWM对象的配置为从红色LED连接的IO引脚输出一个频率为500KHz，占空比为50%的PWM。 最后就是在一个循环中读取按键的状态，当读取到KEY0按键被按下，则增加PWM输出的占空比，具体应表现为红色LED的亮度减少，当读取到KEY1按键被按下，则减少PWM输出的占空比，具体应表现为红色LED的亮度增加。 19.4 运行验证 将DNK210开发板连接CanMV IDE，并点击CanMV IDE上的“开始(运行脚本)”按钮后，此时，便可看到红色LED处于半亮状态，若按下KEY0按键，则可以看到红色LED的亮度减小，这是因为PWM输出的占空比增加导致的，若按下KEY1按键，则可以看到红色LED的亮度增加，这是因为PWM输出的占空比减小导致的。
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