如何在 Arduino 中使用 PWM

1. Arduino中PWM引脚的识别
   • Arduino有多个具有PWM功能的引脚。例如，在Arduino Uno板上，引脚3、5、6、9、10、11是带有PWM功能的数字引脚。这些引脚可以用于输出PWM信号，以控制诸如电机速度、LED亮度等设备。不同型号的Arduino板可能具有不同数量和位置的PWM引脚，所以在使用之前需要查阅对应型号的技术文档来确定PWM引脚的位置。
2. 使用analogWrite()函数产生PWM信号
   • 函数基本语法：analogWrite(pin, value)。其中pin是要输出PWM信号的引脚编号，value是一个介于0 - 255之间的整数。这个值决定了PWM信号的占空比，0表示完全关闭（占空比为0%），255表示完全打开（占空比为100%）。例如，如果你想在引脚9上输出一个占空比为50%的PWM信号来控制一个LED的亮度，你可以使用analogWrite(9, 128)，因为$128/255\approx0.5$（即50%）。
   • 控制LED亮度示例：
     • 连接一个LED到Arduino的PWM引脚（例如引脚9），需要串联一个限流电阻（一般220Ω左右），以防止LED过流损坏。电阻一端连接LED的正极，LED负极连接Arduino的GND引脚。
     • 以下是简单的Arduino代码：
       ```cpp
       void setup() {
       // 初始化PWM引脚，这里以引脚9为例
       pinMode(9, OUTPUT);
       }

void loop() {
// 从暗到亮逐渐增加LED亮度
for (int i = 0; i <= 255; i++) {
analogWrite(9, i);
delay(10);
}
// 从亮到暗逐渐降低LED亮度
for (int i = 255; i >= 0; i--) {
analogWrite(9, i);
delay(10);
}
}

   - **控制直流电机转速示例**：
     - 将一个直流电机连接到Arduino的PWM引脚（例如引脚3），通常需要一个电机驱动芯片（如L293D）来提供足够的电流驱动电机。电机的一个引脚连接到电机驱动芯片的输出引脚，电机驱动芯片的控制引脚连接到Arduino的PWM引脚。
     - 以下是简单的代码来控制电机转速：
```cpp
void setup() {
    // 初始化PWM引脚，这里以引脚3为例
    pinMode(3, OUTPUT);
}

void loop() {
    // 逐渐增加电机转速
    for (int i = 0; i <= 255; i++) {
        analogWrite(3, i);
        delay(10);
    }
    // 逐渐降低电机转速
    for (int i = 255; i >= 0; i--) {
        analogWrite(3, i);
        delay(10);
    }
}

1. 调整PWM频率（高级用法）
   • 默认情况下，Arduino的PWM频率是固定的（在Arduino Uno上大约为490Hz）。但在某些应用中，可能需要调整PWM频率。这可以通过修改定时器的预分频器和计数器等参数来实现。不过，这涉及到对Arduino底层硬件（定时器）的操作，需要对Arduino的硬件架构有一定的了解。
   • 例如，在一些需要更高PWM频率来控制高速设备（如高速电机或某些高频响应的电子元件）的情况下，可以使用相关的定时器库或者直接操作寄存器来改变PWM频率。但是这种方法比较复杂，容易出错，如果不正确操作可能会影响Arduino的其他功能（因为定时器可能还用于其他用途，如计时、串口通信等）。所以在没有足够经验的情况下，一般建议使用默认的PWM频率，或者参考官方文档和相关的专业论坛进行谨慎的操作。