PWM计时器如何运用于电动机控制？占空比微控制器计时器如何计算？
PWM占空比占空比是数字信号相对于信号周期处于“活动”状态的时间量。

占空比通常以百分比形式给出。

例如，具有相等的高时间和低时间的完美方波的占空比为50％。

这是以一般方式显示占空比的图。

占空比概念的表示
占空比微控制器计时器计算根据上面的示例，我们如何计算占空比？如果高电平有效，则占空比为 （宽度÷周期）✕100 ＝（3÷10）✕100 ＝ 30％ 如果我们将信号定义为低电平有效，则占空比为70％。

PWM定时器概述这是典型的PWM信号的时序图。

PWM时序图示例图2. 示例PWM时序图 计数器从0递增到模数寄存器中的“溢出”值。

达到模数后，下一个时钟计数器将变为0。

此处的模数值为9，计数器的状态数为9 + 1或10。

只要启用了计时器，计数就会重复简单。

计数器的输出进入“宽度”逻辑，该逻辑在计数器溢出时将输出设置为高电平，在计数器与宽度寄存器匹配时将输出设置为低电平。

通过更改宽度寄存器中的值，可以“动态”更改输出脉冲的宽度。

该动作用虚线表示。

如下图所示，通过将适当的值加载到寄存器中来设置周期和脉冲宽度。

对于上面的时序图，周期寄存器将包含值9，而宽度寄存器将包含值2。

这是典型的PWM定时器的框图。

PWM定时器框图图3.PWM定时器框图 时钟由预分频器分频后施加到周期计数器。

周期计数器的持续时间由模数或周期寄存器设置。

周期计数器的输出进入脉冲宽度逻辑的多个“通道”。

来自每个通道的脉冲宽度是独立控制的，因为每个通道都有单独的宽度寄存器。

请注意，所有通道的周期都相同，因为它们共享相同的周期计数器，但脉冲宽度不同。

PWM电机控制PWM计时器的重要用途是电动机控制。

下图显示了一种典型设置，其中PWM信号进入了控制电机的电机控制器。

（如果您想看到PWM的作用，请看一下AAC的C-BISCUIT机器人，它使用脉宽调制来控制电动机速度。

） PWM设置的简化框图图4. PWM设置的简化框图下面的时序图显示了一个示例，其中通过PWM信号控制转矩的方向和大小。

此时序称为“ 50％PWM”，这意味着50％的占空比不会产生转矩，并且占空比大于或小于50％可以控制两个方向上的转矩。

一个示例，其中两个转矩功能由PWM信号控制图5. 一个示例，其中扭矩的两个功能由PWM信号控制 情况3是50％的占空比，电动机不运动。

情况2是占空比大于50％，并且电动机以与占空比大于50％的量成正比的转矩顺时针运动。

情况1的占空比小于50％，并且电动机以与占空比小于50％的量成比例的转矩逆时针旋转。

伺服电机PWM示例另一个例子是伺服电动机，其根据脉冲的宽度改变轴的角度。

例如，一个1.5毫秒的脉冲将轴设置为0°。

从1.5毫秒更改为1毫秒将脉冲宽度从0°旋转到-90°，从1.5毫秒更改为2毫秒从0°旋转到+ 90°。

我目前正在使用“连续旋转伺服电机”。

电动机在PWM信号的控制下沿任一方向连续旋转。

如图所示，方向和速度随脉冲宽度而变化。

由PWM信号控制的变化速度和电机旋转方向图6. 由PWM信号控制的变化的电动机转速和旋转方向 周期为20毫秒，有效的高脉冲控制方向和速度。

脉冲宽度为1.5毫秒时，电机不移动。

宽度大于1.5毫秒会增加逆时针方向的速度，而宽度小于1.5毫秒则会使电动机沿顺时针方向运动。

使用PWM定时器控制LED强度使用PWM定时器的占空比的另一个示例是控制LED的强度。

这是基本原理图：由PWM定时器控制的LED的基本原理图图7. 由PWM定时器控制的LED的基本原理图定时器输出为低电平时，LED点亮；输出为高电平时，LED熄灭。

计时器会产生一个快速变化的输出，该输出会足够快地打开和关闭LED，以使眼睛平均“打开”时间并感知强度的变化，而不会闪烁。

图8.“更亮”，“调光”和“中等” LED的三种PWM控制的LED外壳该图显示了三种情况。

在大多数时间段中，“较亮”情况为低电平，LED的显示时间要短于“调光”情况，LED的显示时间较短。