单片机C语言PWM技术：精确控制输出波形的利器

# 1. 单片机C语言PWM技术概述

PWM（脉冲宽度调制）是一种广泛应用于单片机中的技术，用于产生可变占空比的脉冲信号。它通过改变脉冲的宽度来控制输出信号的平均值，从而实现对电机、LED等外围设备的控制。

在单片机C语言中，PWM技术通常通过设置定时器和输出比较寄存器来实现。定时器负责产生周期性的时钟信号，而输出比较寄存器则用于比较当前时钟信号与设定值，从而控制脉冲的宽度。通过调整输出比较寄存器的值，可以改变脉冲的占空比，从而实现对输出信号的控制。

# 2. PWM技术原理与实现

### 2.1 PWM技术的原理

脉宽调制（PWM）是一种通过改变脉冲宽度来控制输出功率的技术。它通常用于控制电机、LED和音频设备等设备的功率。

PWM的工作原理是将一个周期性信号（载波）与一个调制信号（控制信号）进行比较。当调制信号高于载波信号时，输出信号为高电平；当调制信号低于载波信号时，输出信号为低电平。通过改变调制信号的占空比（高电平时间与周期时间的比值），可以控制输出信号的平均功率。

### 2.2 单片机C语言中的PWM实现

在单片机中，PWM可以通过定时器外设来实现。定时器外设通常具有一个可编程的计数器和一个比较器。计数器用于产生周期性信号，比较器用于将计数器的值与调制信号进行比较。

以下是一个使用单片机C语言实现PWM的代码示例：

#include <stdint.h>
#include <avr/io.h>

void pwm_init(void) {
    // 设置定时器为快速PWM模式
    TCCR1A |= (1 << WGM11) | (1 << WGM10);

    // 设置定时器时钟源为系统时钟
    TCCR1B |= (1 << CS10);

    // 设置比较值
    OCR1A = 128;

    // 启用PWM输出
    DDRB |= (1 << PB1);
}

void pwm_set_duty_cycle(uint8_t duty_cycle) {
    // 计算占空比
    uint16_t value = (duty_cycle * 255) / 100;

    // 设置比较值
    OCR1A = value;
}

**代码逻辑逐行解读：**

* `pwm_init()`函数初始化PWM外设。
* `TCCR1A`寄存器用于设置定时器的模式，`WGM11`和`WGM10`位用于选择快速PWM模式。
* `TCCR1B`寄存器用于设置定时器的时