如何使用PWM技术控制LED的亮度或直流风扇的速度
在本教程中，我们将了解STM32中的PWM（脉宽调制），以及如何使用PWM技术控制LED的亮度或直流风扇的速度。
我们知道有两种类型的信号：vwin 和数字。模拟信号具有（3V，1V...等）和数字信号有（1'和0）。传感器输出为模拟信号，这些模拟信号使用ADC转换为数字信号，因为微控制器只能理解数字信号。处理完这些ADC值后，需要再次将输出转换为模拟形式以驱动模拟器件。为此，我们使用某些方法，例如PWM，数模（DAC）转换器等。
什么是PWM（带调制的脉冲）？
PWM是一种使用数字值控制模拟设备的方法，例如控制电机的速度，LED的亮度等。我们知道电机和LED在模拟信号上工作。但是PWM不提供纯模拟输出，PWM看起来像由短脉冲产生的模拟信号，而短脉冲是由占空比提供的。
PWM 的占空比
PWM信号保持高电平（导通时间）的时间百分比称为占空比。如果信号始终为ON，则处于100%占空比，如果始终关闭，则为0%占空比。
Duty Cycle =Turn ON time/ (Turn ON time + Turn OFF time)
采用STM32封装的PWM
STM32F103C8具有15个PWM引脚和10个ADC引脚。有 7 个定时器，每个 PWM 输出由连接到 4 个定时器的通道提供。它具有 16 位 PWM 分辨率 （216），即计数器和变量可以大到 65535。在 72MHz 时钟速率下，PWM 输出的最大周期约为 1 毫秒。
因此，值 65535 给出了 LED 的全亮度和直流风扇的全速（100% 占空比）
同样，32767 的值给出了 LED 的一半亮度和直流风扇的一半速度（50% 占空比）
值 13107 给出 （20%） 亮度和 （20%） 速度（20% 占空比）
在本教程中，我们使用电位计和STM32通过PWM技术改变LED的亮度和直流风扇的速度。16x2 LCD用于显示ADC值（0-4095）和输出的修改变量（PWM值）（0-65535）。
以下是其他微控制器的几个PWM示例：
基于 Arduino 的 LED 调光器，使用 PWM
使用 MSP430G2 的脉宽调制 （PWM）
在此处查看所有与PWM相关的项目。
所需组件
STM32F103C8
直流风扇
指示灯（红色）
液晶显示器 （16x2）
电位计
面包板
电池 9V
跳线
直流风扇：这里使用的直流风扇是来自旧PC的BLDC风扇。它需要外部电源，因此我们使用 9V 直流电池。
ULN2003 电机驱动器 IC：它用于在一个方向上驱动电机，因为电机是单向的，风扇也需要外部电源。在此处了解有关基于 ULN2003 的电机驱动器电路的更多信息。以下是ULN2003的图片图：
引脚（IN1 到 IN7）是输入引脚，（OUT 1 到 OUT 7）是相应的输出引脚。COM 被赋予输出设备所需的正源电压。
发光二极管：使用红色 LED 发出红光。可以使用任何颜色。
电位器：使用两个电位器，一个用于ADC模拟输入的分压器，另一个用于控制LED的亮度。
STM32的引脚详细信息
正如我们所看到的，PWM引脚以波形格式（~）表示，有15个这样的引脚，ADC引脚以绿色表示，10个ADC引脚用于模拟输入。
电路图和连接
STM32与各种组件的连接说明如下：
STM32，带模拟输入（ADC）
电路左侧的电位计用作稳压器，用于调节来自3.3V引脚的电压。电位计的输出，即电位计的中心引脚连接到STM32的ADC引脚（PA4）。
STM32 带指示灯
STM32 PWM输出引脚（PA9）通过串联电阻和电容连接到LED的正极引脚。
串联电阻和并联电容器与 LED 连接，以从 PWM 输出产生正确的模拟波，因为模拟输出与直接从 PWM 引脚生成时不是纯净的。
STM32 带 ULN2003 和 ULN2003 带风扇
STM32 PWM输出引脚（PA8）连接到ULN2003 IC的输入引脚（IN1），ULN2003的相应输出引脚（OUT1）连接到直流风扇的负极线。
直流风扇的正极引脚连接到 ULN2003 IC 的 COM 引脚，外部电池 （9V DC） 也连接到 ULN2003 IC 的同一 COM 引脚。ULN2003的接地引脚连接到STM32的接地引脚，电池负极连接到同一接地引脚。
STM32 带液晶显示器 （16x2）
| 液晶屏引脚编号 | 液晶屏引脚名称 | STM32 引脚名称 |
| 1 | 地面（锭） | 地面 （G） |
| 2 | 可变资本公司 | 5V |
| 3 | 维伊 | 电位计中心的引脚 |
| 4 | 寄存器选择 （RS） | PB11 |
| 5 | 读/写 （RW） | 地面 （G） |
| 6 | 启用 （英文） | PB10 |
| 7 | 数据位 0 （DB0） | 无连接（常闭） |
| 8 | 数据位 1 （DB1） | 无连接（常闭） |
| 9 | 数据位 2 （DB2） | 无连接（常闭） |
| 10 | 数据位 3 （DB3） | 无连接（常闭） |
| 11 | 数据位 4 （DB4） | PB0 |
| 12 | 数据位 5 （DB5） | PB1 |
| 13 | 数据位 6 （DB6） | 电脑13 |
| 14 | 数据位 7 （DB7） | 电脑14 |
| 15 | 正极指示灯 | 5V |
| 16 | 负极指示灯 | 地面 （G） |
右侧的电位计用于控制LCD显示屏的对比度。上表显示了LCD和STM32之间的连接。
在此编码中，我们将从连接到左电位计中心引脚的ADC引脚（PA4）获取输入模拟值，然后将模拟值（0-3.3V）转换为数字或整数格式（0-4095）。该数字值进一步作为PWM输出提供，以控制LED亮度和直流风扇的速度。16x2 LCD用于显示ADC和映射值（PWM输出值）。
首先，我们需要包含LCD头文件，声明LCD引脚并使用以下代码初始化它们。
#include // include the LCD library
const int rs = PB11, en = PB10, d4 = PB0, d5 = PB1, d6 = PC13, d7 = PC14; //mention the pin names to with LCD is connected to
LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7); //Initialize the LCD
接下来使用STM32的引脚声明和定义引脚名称
const int analoginput = PA4; // Input from potentiometer
const int led = PA9; // LED output
const int fan = PA8; // fan output
现在在setup（）中，我们需要显示一些消息并在几秒钟后清除它们，并指定输入引脚和PWM输出引脚
lcd.begin(16,2); //Getting LCD ready
lcd.clear(); //Clears LCD
lcd.setCursor(0,0); //Sets cursor at row0 and column0
lcd.print("CIRCUIT DIGEST"); //Displays Circuit Digest
lcd.setCursor(0,1); //Sets Cursor at column0 and row1
lcd.print("PWM USING STM32"); //Displays PWM using STM32
delay(2000); // Delay Time
lcd.clear(); // Clears LCD
pinMode(analoginput, INPUT); // set pin mode analoginput as INPUT
pinMode(led, PWM); // set pin mode led as PWM output
pinMode(fan, PWM); // set pin mode fan as PWM output
模拟输入引脚（PA4）通过引脚模式（模拟输入，输入）设置为输入，LED引脚设置为PWM输出由引脚模式（led，PWM），风扇引脚设置为PWM输出由引脚模式（风扇，PWM）设置。此处，PWM 输出引脚连接到 LED （PA9） 和风扇 （PA8）。
接下来在void loop（）函数中，我们从ADC引脚（PA4）读取模拟信号并将其存储在一个整数变量中，该整数变量使用以下代码将模拟电压转换为数字整数值（0-4095） int valueadc = analogRead（analoginput）;
这里需要注意的重要一点是PWM引脚，即STM32的通道具有16位分辨率（0-65535），因此我们需要使用如下所示的映射功能将其与模拟值进行映射
int result = map(valueadc, 0, 4095, 0, 65535).
如果不使用映射，我们将无法通过改变电位计来获得风扇的全速或LED的全亮度。
然后，我们使用pwmWrite（led，结果）将PWM输出写入LED，并使用pwmWrite（风扇，结果）函数将PWM输出写入风扇。
最后，我们使用以下命令在LCD显示屏上显示模拟输入值（ADC值）和输出值（PWM值）
lcd.setCursor(0,0); //Sets cursor at row0 and column0
lcd.print("ADC value= "); // prints the words “”
lcd.print(valueadc); //displays valueadc
lcd.setCursor(0,1); //Sets Cursor at column0 and row1
lcd.print("Output = "); //prints the words in ""
lcd.print(result); //displays value result
#include
const int rs = PB11, en = PB10, d4 = PB0, d5 = PB1, d6 = PC13, d7 = PC14; //mention the pin names to with LCD is connected to
LiquidCrystal lcd(rs, en, d4, d5, d6, d7); //Initialize the LCD
const int analoginput = PA4; // Input from potentiometer
const int led = PA9; // LED output
const int fan = PA8; // fan output
void setup()
{
lcd.begin(16,2); //Getting LCD ready
lcd.clear(); //Clears LCD
lcd.setCursor(0,0); //Sets cursor at row0 and column0
lcd.print("CIRCUIT DIGEST"); //Displays Circuit Digest
lcd.setCursor(0,1); //Sets Cursor at column0 and row1
lcd.print("PWM USING STM32"); //Displays PWM using STM32
delay(2000); // Delay yime
lcd.clear(); // Clears LCD
pinMode(analoginput, INPUT); // set pin mode analoginput as INPUT
pinMode(led, PWM); // set pin mode led as PWM output
pinMode(fan, PWM); // set pin mode fan as PWM output
}
void loop()
{
int valueadc = analogRead(analoginput); //gets analog value from pot and store in variable,converts to digital
int result = map(valueadc, 0, 4095, 0, 65535); //maps the (0to4095 into 0to65535) and stores in result variable
pwmWrite(led, result); //puts resultin PWM form
pwmWrite(fan, result); //puts resultin PWM form
lcd.setCursor(0,0); //Sets cursor at row0 and column0
lcd.print("ADC value= "); // prints the words in ""
lcd.print(valueadc); //displays value
lcd.setCursor(0,1); //Sets Cursor at column0 and row1
lcd.print("Output = "); //prints the words in ""
lcd.print(result); //displays value result
}
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