单片机C语言PWM技术：10个揭秘电机控制与信号调制的实战案例

# 1. 单片机C语言PWM技术基础**

脉宽调制（PWM）是一种广泛应用于单片机控制中的技术，它通过改变输出脉冲的宽度来控制输出功率或频率。本节将介绍PWM技术的基本原理、特点和应用。

PWM技术的核心思想是通过改变输出脉冲的占空比（脉冲宽度与周期之比）来控制输出量。当占空比增大时，输出量也随之增大；当占空比减小时，输出量减小。PWM技术具有以下特点：

- 可变输出功率：PWM技术可以通过改变占空比来控制输出功率，从而实现对电机、LED等负载的调速、调光等控制。
- 高效率：PWM技术在控制输出功率时，不会产生额外的热量，因此具有较高的效率。
- 抗干扰能力强：PWM信号具有较强的抗干扰能力，不易受到外部噪声和干扰的影响。

# 2. PWM技术在电机控制中的应用

### 2.1 PWM调速原理及实现

#### 2.1.1 PWM调速的原理

脉宽调制（PWM）调速是一种通过改变脉冲宽度来控制电机转速的技术。PWM信号由一系列周期性脉冲组成，每个脉冲的宽度表示电机通电的时间。脉冲宽度越宽，电机通电时间越长，转速越快。

#### 2.1.2 PWM调速的实现

PWM调速的实现需要一个PWM发生器和一个电机驱动器。PWM发生器产生PWM信号，电机驱动器根据PWM信号控制电机通电和断电。

// PWM发生器初始化
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 1000;
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);

// PWM输出初始化
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 500;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);

// PWM发生器使能
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);

代码逻辑：

* 初始化PWM发生器的时基参数，包括预分频器、计数模式和周期。
* 初始化PWM输出参数，包括输出模式、输出状态、脉冲宽度和极性。
* 使能PWM发生器。

### 2.2 PWM电机正反转控制

#### 2.2.1 正反转控制原理

电机正反转控制是通过控制电机两端的电压极性来实现的。当电机两端的电压极性相同时，电机正转；当电机两端的电压极性相反时，电机反转。

#### 2.2.2 正反转控制实现

PWM正反转控制需要两个PWM输出，分别控制电机两端的电压极性。

// 正转
TIM_OC1Polarity(TIM2, TIM_OCPolarity_High);
TIM_OC2Polarity(TIM2, TIM_OCPolarity_High);

// 反转
TIM_OC1Polarity(TIM2, TIM_OCPolarity_Low);
TIM_OC2Polarity(TIM2, TIM_OCPolarity_High);

代码逻辑：

* 正转时，两个PWM输出的极性都为高。
* 反转时，PWM输出1的极性为低，PWM输出2的极性为高。

### 2.3 PWM电机软启动与制动

#### 2.3.1 软启动原理

电机软启动是一种通过逐渐增加电机转速来避免电机启动时的冲击电流和机械振动。

#### 2.3.2 软启动实现

PWM软启动可以通过逐渐增加PWM脉冲宽度来实现。

// 软启动
for (uint16_t i = 0; i < 1000;