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一、什么是PWM

PWM，英文名Pulse Width Modulation，是脈沖寬度調(diào)制縮寫，它是通過對一系列脈沖的寬度進行調(diào)制，等效出所需要的波形（包含形狀以及幅值），對模擬信號電平進行數(shù)字編碼，也就是說通過調(diào)節(jié)占空比的變化來調(diào)節(jié)信號、能量等的變化，占空比就是指在一個周期內(nèi)，信號處于高電平的時間占據(jù)整個信號周期的百分比，例如方波的占空比就是50%.

二、PWM信號輸出輸出和作用

1. 如果要實現(xiàn)PWM信號輸出如何輸出呢？

1）可以直接通過芯片內(nèi)部模塊輸出PWM信號，前提是這個I/O口要有集成的pwm控制器，只需要通過對應的寄存器即可，這種自帶有PWM輸出的功能模塊在程序設計更簡便，同時數(shù)據(jù)更精確。

2）但是如果IC內(nèi)部沒有PWM功能模塊，或者要求不是很高的話可以利用I/O口設置一些參數(shù)來輸出PWM信號，因為PWM 信號其實就是一高一低的一系列電平組合在一起。具體方法是給I/O加一個定時器，對于你要求輸出的PWM信號頻率與你的定時器一致，用定時器中斷來計數(shù)，但是這種方法一般不采用，除非對于精度、頻率等要求不是很高可以這樣實現(xiàn)。

2. PWM信號應用

PWM信號把模擬信號轉化為數(shù)字電路所需要的編碼，現(xiàn)在基本是采用數(shù)字電路，因此在很多場合都采用PWM信號。

我們經(jīng)常見到的就是交流調(diào)光電路，也可以說是無級調(diào)速，高電平占多一點，也就是占空比大一點亮度就亮一點，占空比小一點亮度就沒有那么亮，前提是PWM的頻率要大于我們?nèi)搜圩R別頻率，要不然會出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象。

除了在調(diào)光電路應用，還有在直流斬波電路、蜂鳴器驅(qū)動、電機驅(qū)動、逆變電路、加濕機霧化量等都會有應用。

三、蜂鳴器

蜂鳴器廣泛用于計算機、打印機、復印機、報警器、電子玩具、汽車電子設備、電話機、定時器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。

蜂鳴器分為壓電式及電磁式的二大類：

壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。它是以壓電陶瓷的壓電效應，來帶動金屬片的振動而發(fā)聲；

電磁式的蜂鳴器，由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動發(fā)聲。通電時將金屬振動膜吸下，不通電時依振動膜的彈力彈回。

有源蜂鳴器，只要給它加上恒定的電壓，就能發(fā)聲；無源蜂鳴器，必須給它加上一定頻率的方波或正弦波才能發(fā)聲

有源蜂鳴器內(nèi)部帶震蕩源，所以一通電就會叫。而無源內(nèi)部不帶震蕩源，所以如果用直流信號無法令其鳴叫。

有源蜂鳴器往往比無源的貴，就是因為里面多個震蕩電路。

【優(yōu)點】無源蜂鳴器的優(yōu)點是：

便宜

聲音頻率可控，可以做出“多來米發(fā)索拉西”的效果。

在一些特例中，可以和LED復用一個控制口有源蜂鳴器的優(yōu)點是：

程序控制方便。

應用：電風扇、收音機的聲音按鈕、任何模擬值都可以使用PWM進行編碼

四、fs4412電路圖

本例采用fs4412開發(fā)板，pwm外接了一個蜂鳴器BUZZER，電路圖如下：

從上面電路圖可知：

該BUZZER是無源蜂鳴器，如果要想發(fā)出聲音，需要正負極產(chǎn)生電流變化，我們通過生成方波，從而實現(xiàn)圖中三極管1->2周期性導通和關閉來讓BUZZER倆邊電壓產(chǎn)生變化，從而實現(xiàn)電流變化；

三極管的基極連接的是SOC的GPD0_0引腳；

產(chǎn)生方波我們借助的是PWM，標號為MOTOR_PWM。

繼續(xù)查找MOTOR_PWM：

由上圖可知，MOTOR_PWM連接的是PWM的XpwmTOUT0，和LCD一起復用引腳GPD0_0，

去datasheet繼續(xù)查看GPD0_0說明，

由上圖可知，GPD0_0配置由寄存器的GPD0CON[3:0]位控制，要想作為PWM輸出，要設置為TOUT_0即0x2。

同時也可以看到，該引腳還可以設置為外部中斷信號[EXT_INT6]功能即0xF。

五、Exynos 4412 PWM

概述

Exynos 4412 SCP有五個32位脈沖寬度調(diào)制（PWM）定時器。這些定時器產(chǎn)生內(nèi)部中斷對于ARM子系統(tǒng)。此外，定時器0、1、2和3包括驅(qū)動外部I/O的PWM功能信號。定時器0中的PWM有一個可選的死區(qū)發(fā)生器功能，以支持大量的設備。定時器4是一個沒有輸出引腳的內(nèi)部定時器。

定時器使用APB-PCLK作為源時鐘。定時器0和1共享可編程8位預分頻器為PCLK提供第一級分頻。定時器2、3和4共享不同的8位預分頻器。每個計時器都有它自己的專用時鐘分頻器，提供第二級時鐘劃分頻（預分頻器除以2、4、8或16）。

每個定時器都有它的32位遞減計數(shù)器；定時器時鐘驅(qū)動這個計數(shù)器。定時器計數(shù)緩沖寄存器（TCNTBn）加載遞減計數(shù)器的初始值。如果遞減計數(shù)器達到零，它將生成計時器中斷請求，通知CPU定時器操作完成。如果定時器下降計數(shù)器達到零，相應TCNTBn的值自動重新加載到下一個循環(huán)開始。但是，如果定時器停止，例如，在定時器運行模式下，通過清除TCONn的定時器使能位，TCNTBn的值將不會重新加載到計數(shù)器中。

PWM功能使用TCMPBn寄存器的值。定時器控制邏輯改變輸出電平下計數(shù)器值與定時器控制邏輯中比較寄存器的值相匹配。因此，比較寄存器決定PWM輸出的開啟時間或關閉時間。

每個定時器都是雙緩沖結構，帶有TCNTBn和TCMPBn寄存器，允許定時器參數(shù)在周期中更新。新值在當前計時器周期完成之前不會生效。

Exynos ＰＷＭ定時器的特性

１）５個３２位定時器；

２）２個８位PCLK分頻器提供一級預分，５個２級分頻器用來預分外部時鐘；３）可編程選擇PWM獨立通道。

４）４個獨立的可編程的控制及支持校驗的ＰＷＭ通道。

５）靜態(tài)配置：PWM停止；

６）動態(tài)配置：PWM啟動；

７）支持自動重裝模式及觸發(fā)脈沖模式；

８）一個外部啟動引腳。

９）兩個PWM輸出可帶Dead-Zone 發(fā)生器。

１０）中斷發(fā)生器。

PWM內(nèi)部模塊圖

工作的步驟：

當時鐘PCLK被使能后，定時器計數(shù)緩沖寄存器（TCNTBn）把計數(shù)器初始值下載到遞減計數(shù)器中。

定時器比較緩沖寄存器（TCMPBn）把其初始值下載到比較寄存器中，并將該值與遞減計數(shù)器的值進行比較。當遞減計數(shù)器和比較寄存器值相同時，輸出電平翻轉。

遞減計數(shù)器減至0后，輸出電平再次翻轉，完成一個輸出周期。這種基于TCNTBn和TCMPBn的雙緩沖特性使定時器在頻率和占空比變化時能產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出。

每個定時器都有一個專用的由定時器時鐘驅(qū)動的16位遞減計數(shù)器。當遞減計數(shù)器的計數(shù)值達到0時，就會產(chǎn)生定時器中斷請求來通知ＣＰＵ定時器操作完成。當定時器遞減計數(shù)器達到０的時候，如果設置了Auto-Reload 功能，相應的TCNTBn的值會自動重載到遞減計數(shù)器中以繼續(xù)下次操作。

然而，如果定時器停止了，比如在定時器運行時清除TCON中定時器使能位，TCNTBn的值不會被重載到遞減計數(shù)器中。

TCMPBn 的值用于脈沖寬度調(diào)制。當定時器的遞減計數(shù)器的值和比較寄存器的值相匹配的時候，定時器控制邏輯將改變輸出電平。因此，比較寄存器決定了PWM 輸出的開關時間。

舉例

下面我們舉個實例來看下，