【正点原子K210连载】第五十七章 machine.PWM类实验 摘自【正点原子】DNK210使用指南-CanMV版指南

第五十七章 machine.PWM类实验

本章将介绍machine模块中的PWM类。通过本章的学习，读者将学习到machine模块中PWM类的使用。
本章分为如下几个小节：
19.1 machine.PWM类介绍
19.2 硬件设计
19.3 程序设计
19.4 运行验证

19.1 machine.PWM类介绍
machine.PWM类是machine模块内提供的类，该类主要用于产生PWM（Pulse-width modulation，脉冲宽度调制），且能够任意通过Kendryte K210上的47个自由IO进行输出。每个PWM都依赖于一个Timer对象，且当Timer对象于PWM对象绑定后，Timer对象便不能再做为普通的定时器使用。因为Kendryte K210拥有3个硬件定时器，且每个硬件定时器有4个通道，因此使用machine.PWM类最大可以同时产生12路PWM。
machine.PWM提供了PWM构造函数，用于创建一个PWM对象，PWM构造函数如下所示：
class PWM(tim, freq=None, duty=None, pin=-1, enable=True)
通过PWM构造函数可以通过指定参数创建并初始化一个PWM对象。
tim指的是Timer对象，Timer对象可以通过machine.Timer类中的Timer构造函数进行构造。
freq指的是PWM的频率。
duty指的是PWM占空比，即一个PWM周期中高电平所占时间的百分比。
pin指的是PWM的输出引脚，也可以不设置，而是使用FPIOA管理器进行分配。
enable指的是是否在PWM对象构造成功后便开始产生并输出PWM，当为True时，PWM对象会在被构造成功后便开始产生并输出PWM，当为False时，PWM对象在被构造成功后并不会开始产生并输出PWM。
PWM构造函数的使用示例如下所示：

from board import board_info from machine import Timer from machine import PWM timer=Timer(Timer.TIMER0,Timer.CHANNEL0,MODE_PWM)pwm=PWM(timer,freq=500000,duty=50,pin=board_info.LEDR,enable=True)

machine.PWM类为PWM对象提供了enable()方法，用于开启PWM对象产生并输出PWM，enable()方法如下所示：
PWM.enable()
enable()方法用于开启PWM对象产生并输出PWM，方法执行后，Kendryte K210上指定的IO引脚，并会输出特定频率和占空比的PWM。
enable()方法的使用示例如下所示：

from board import board_info from machine import Timer from machine import PWM timer=Timer(Timer.TIMER0,Timer.CHANNEL0,MODE_PWM)pwm=PWM(timer,freq=500000,duty=50,pin=board_info.LEDR,enable=False)pwm.enable()

machine.PWM类为PWM对象提供了disable()方法，用于轻质PWM对象产生并输出PWM，disable()方法如下所示：
PWM.disable()
disable()方法用于停止PWM对象产生并输出PWM，方法执行后，Kendryte K210的特定IO引脚便会停止输出PWM。
disable()方法的使用示例如下所示：

from board import board_info from machine import Timer from machine import PWM timer=Timer(Timer.TIMER0,Timer.CHANNEL0,MODE_PWM)pwm=PWM(timer,freq=500000,duty=50,pin=board_info.LEDR,enable=True)pwm.disable()

machine.PWM类为PWM对象提供了freq()方法，用于配置或获取PWM对象产生的PWM的频率，freq()方法如下所示：
PWM.freq(freq)
freq()方法用于配置或获取PWM对象产生的PWM频率。
freq指的是要配置的PWM频率，PWM频率的配置是即时生效的，或该参数为空，则freq()方法将返回当前PWM对象产生PWM的频率。
freq()方法的使用示例如下所示：

from board import board_info from machine import Timer from machine import PWM timer=Timer(Timer.TIMER0,Timer.CHANNEL0,MODE_PWM)pwm=PWM(timer,freq=500000,duty=50,pin=board_info.LEDR,enable=True)pwm.freq(100000)

machine.PWM类为PWM对象提供了duty()方法，用于配置或获取PWM对象产生的PWM的占空比，duty()方法如下所示：
PWM.duty(duty)
duty()方法用于配置或获取PWM对象产生的PWM占空比，这里的占空比指的是PWM高电平时间占整个PWM周期的百分比。
duty指的是要配置的PWM占空比，PWM占空比的配置是即时生效的，或该参数为空，则duty()方法将返回当前PWM对象产生PWM的占空比。
duty()方法的使用示例如下所示：

from board import board_info from machine import Timer from machine import PWM timer=Timer(Timer.TIMER0,Timer.CHANNEL0,MODE_PWM)pwm=PWM(timer,freq=500000,duty=50,pin=board_info.LEDR,enable=True)pwm.duty(66)

19.2 硬件设计
19.2.1 例程功能

1. 创建一个PWM对象，并创建一个PWM模式的Timer对象与之绑定
2. 按下KEY0按键后增加PWM对象输出PWM的占空比
3. 按下KEY1按键后减少PWM对象输出PWM的占空比
   19.2.2 硬件资源
4. 双色LED
   LEDR - IO24
5. 独立按键
   KEY0按键 - IO18
   KEY1按键 - IO19
   19.2.3 原理图
   本章实验内容，主要讲解machine.PWM类的使用，无需关注原理图。
   19.3 程序设计
   19.3.1 machine.PWM类
   有关machine.PWM类的介绍，请见第19.1小节《machine.PWM类介绍》。
   19.3.2 程序流程图
   

图19.3.2.1 machine.PWM类实验流程图
19.3.3 main.py代码
main.py中的脚本代码如下所示：

from board import board_info from fpioa_manager import fm from maix import GPIO import time from machine import Timer from machine import PWM fm.register(board_info.KEY0,fm.fpioa.GPIOHS0)fm.register(board_info.KEY1,fm.fpioa.GPIOHS1)key0=GPIO(GPIO.GPIOHS0,GPIO.IN,GPIO.PULL_UP)key1=GPIO(GPIO.GPIOHS1,GPIO.IN,GPIO.PULL_UP)timer0=Timer(Timer.TIMER0,Timer.CHANNEL0,mode=Timer.MODE_PWM)# 构造PWM对象 pwm0=PWM(timer0,freq=500000,duty=50,pin=board_info.LEDR,enable=True)duty=50whileTrue:ifkey0.value()==0:time.sleep_ms(20)ifkey0.value()==0:duty=duty+10whilekey0.value()==0:pass elif key1.value()==0:time.sleep_ms(20)ifkey1.value()==0:duty=duty-10whilekey1.value()==0:passifduty==0:duty=10elif duty==110:duty=100# 修改PWM占空比ifpwm0.duty()!=duty:pwm0.duty(duty)time.sleep_ms(10)

可以看到，首先是初始化使用到独立按键的IO，然后构造了一个PWM模式的Timer对象。
接下来构造了一个PWM对象，PWM对象的配置为从红色LED连接的IO引脚输出一个频率为500KHz，占空比为50%的PWM。
最后就是在一个循环中读取按键的状态，当读取到KEY0按键被按下，则增加PWM输出的占空比，具体应表现为红色LED的亮度减少，当读取到KEY1按键被按下，则减少PWM输出的占空比，具体应表现为红色LED的亮度增加。
19.4 运行验证
将DNK210开发板连接CanMV IDE，并点击CanMV IDE上的“开始(运行脚本)”按钮后，此时，便可看到红色LED处于半亮状态，若按下KEY0按键，则可以看到红色LED的亮度减小，这是因为PWM输出的占空比增加导致的，若按下KEY1按键，则可以看到红色LED的亮度增加，这是因为PWM输出的占空比减小导致的。