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PWM信号生成
什么是PWM信号
PWM（PulseWidthModulation，脉冲宽度调制）是一种将数字信号转换为模拟信号的技术。通过改变脉冲的宽度，可以控制输出信号的平均电压。在ArduinoNano上，PWM信号通常用于控制LED的亮度、电机的速度、以及其他需要模拟信号控制的设备。
ArduinoNano上的PWM引脚
ArduinoNano基于ATmega328P微控制器，提供了6个PWM引脚，分别是3、5、6、9、10和11。这些引脚可以通过analogWrite函数来生成PWM信号。
analogWrite函数
analogWrite函数用于在指定的PWM引脚上生成PWM信号。该函数的语法如下：
analogWrite(pin,value);
pin：指定的PWM引脚编号。
value：PWM信号的占空比，范围从0到255。0表示始终低电平，255表示始终高电平。
PWM信号的原理
PWM信号的原理是通过高速开关来模拟不同的电压水平。ArduinoNano的PWM信号频率通常为490Hz或980Hz，具体取决于使用的引脚。每个PWM周期内的高电平时间（占空比）决定了输出的平均电压。
占空比
占空比是指在一个PWM周期内，高电平时间占总时间的比例。例如，占空比为50%时，高电平和低电平各占一半的时间。占空比的范围从0%到100%，对应于analogWrite函数中的0到255。
控制LED亮度
实例1：使用PWM控制LED亮度
假设我们使用PWM引脚6来控制一个连接到220欧姆电阻的LED。以下是一个简单的示例代码，通过改变PWM信号的占空比来控制LED的亮度。
//定义PWM引脚
constintledPin=6;
voidsetup(){
//设置引脚模式
pinMode(ledPin,OUTPUT);
}
voidloop(){
//逐渐增加LED亮度
for(inti=0;i=255;i++){
analogWrite(ledPin,i);
delay(10);//延迟10毫秒
}
//逐渐降低LED亮度
for(inti=255;i=0;i--){
analogWrite(ledPin,i);
delay(10);//延迟10毫秒
}
}
代码解释
pinMode(ledPin,OUTPUT);：将引脚设置为输出模式。
analogWrite(ledPin,i);：在指定的PWM引脚上生成占空比为i的PWM信号。
delay(10);：延时10毫秒，使亮度变化更加平滑。
控制电机速度
实例2：使用PWM控制电机速度
假设我们使用PWM引脚9来控制一个直流电机的速度。电机通过一个L298N电机驱动模块连接到ArduinoNano。以下是一个示例代码，通过改变PWM信号的占空比来控制电机的速度。
//定义PWM引脚和方向引脚
constintmotorPin=9;
constintdirPin1=7;
constintdirPin2=8;
voidsetup(){
//设置引脚模式
pinMode(motorPin,OUTPUT);
pinMode(dirPin1,OUTPUT);
pinMode(dirPin2,OUTPUT);
}
voidloop(){
//设置电机正转
digitalWrite(dirPin1,HIGH);
digitalWrite(dirPin2,LOW);
//逐渐增加电机速度
for(inti=0;i=255;i++){
analogWrite(motorPin,i);
delay(50);//延迟50毫秒
}
//保持最大速度一段时间
delay(1000);//延迟1秒
//逐渐降低电机速度
for(inti=255;i=0;i--){
analogWrite(motorPin,i);
delay(50);//延迟50毫秒
}
//停止电机
analogWrite(motorPin,0);
delay(1000);//延迟1秒
}
代码解释
pinMode(motorPin,OUTPUT);：将PWM引脚设置为输出模式。
pin