PWM產生方式

PWM簡述

PWM為Pulse Width Modulation的縮寫，對於只有high和low的數位訊號來說，如何用high,low比率調整出類似類比訊號為PWM的用處，另外大多數馬達也透過PWM來驅動轉速，LED由於只吃固定電壓，所以常用PWM來調整亮度。

duty cycle(占空比)為整個high時間除以週期時間(D = DT/T)。

PWM產生方式

PWM主要又三種方式產生：硬體內建PWM模組、中斷產生、迴圈。

硬體內建PWM模組

MCU內常內建PWM模組，以PIC系列為例，有CCP(Capture/Compare/PWM)模組、Output Compare模組和PWM模組。透過設定timer和暫存去達成PWM輸出。以下以dsPIC30F4013的Output Compare做示範。

由於每個MCU的PWM實際細節都不一樣，所以讀者請自行閱讀datasheet來應用硬體內建的PWM。
dsPIC30F系列的Output Compare PWM模組要應用時須將OCxCON 暫存器中的OCM設為'110'或'111'。設定順序為:
1.設定PRy(Period register)表示PWM的週期。
2.再來設定OCxRS暫存器表示duty cycle。
3.設定OCM。
4.設定timer，並開啟timer。

PWM 週期 ＝ [(PRy+1)]*Tcy*(TMRx presclaer value)。 (Tcy為振盪器頻率*PLL/4)
PWM 頻率為週期倒數。
詳細設定在http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/70157C.pdf中有詳細描述。

中斷產生PWM

利用Timer中斷來切換PWM進入duty cycle，有兩種方法。

一、用一個或兩個timer，先輸出high，計算PWM在high所需時間，設定好Timer 週期(中斷條件)，當Timer發生中斷，將輸出切為low，並在計算PWM在low所需時間，同樣設定好Timer週期，當Timer發生中斷回到一開始重頭來過。也可用兩個Timer一個設為high所需時間，一個為period，當high的timer 中斷發生，關閉其中斷與timer，並將輸出設為low，等待period 的Timer發生中斷，在開啟high 的timer中斷。

二、用一個timer中斷，當其中斷將counter加一，一旦couner的值大於duty cycle則切為low，當counter的值大於period則歸零。以下為範例(使用PIC18F452)。

此方法缺點為PWM頻率難以調整，不過對於本身PWM模組缺乏或過少之MCU，此法十分有效。

迴圈產生PWM

以迴圈直接產生PWM，可以用一個counter當作現在情況，當迴圈執行次數超過duty cycle的值時，調整high low，這方法十分簡單，但如果要有準確的頻率需要將程式編成組語計算其所需時間，並用NOP指令挑整週期。這方法會佔走整個CPU，十分無效率，但其可以結合輪詢等固定時間需要執行的功能，對於低階，簡單的系統有其應用空間。