@TOC

前言

在嵌入式系统和物联网应用中，控制电机、LED灯和其他设备的亮度或速度是常见的需求。为了满足这个需求，PWM（脉宽调制）技术成为了一种非常有用的方法。本文将介绍如何使用Micropython和ESP32微控制器实现PWM脉宽调制技术，以控制外部设备的亮度和速度。

内容：
PWM是一种调制技术，它通过调整脉冲的宽度来控制输出信号的平均电平。在ESP32微控制器中，PWM输出可使用内置的硬件PWM模块实现。Micropython是一种适用于微控制器的Python解释器，它提供了简单而强大的编程接口，使我们能够轻松地控制ESP32的PWM输出。

Micropython提供了PWM模块，通过导入machine.PWM模块，我们可以创建PWM对象并设置其相关参数，如频率和占空比。频率决定了脉冲的重复频率，而占空比决定了脉冲的宽度与周期的比例。通过调整占空比，我们可以实现对外部设备的精确控制。

ESP32微控制器具有多个GPIO引脚，可用于PWM输出。我们可以选择任意可用的引脚，并使用Micropython的PWM模块将其配置为PWM输出引脚。然后，我们可以使用PWM对象的方法，如duty()来设置占空比，控制外部设备的亮度或速度。

一、PWM脉宽调制技术介绍

当我们想要控制设备的亮度或速度时，PWM脉宽调制技术就派上用场了。它的原理非常简单，就好像我们在灯泡上使用开关一样。开关可以打开或关闭灯泡，但无法改变亮度。但是，如果我们快速地开关灯泡，让它在打开和关闭之间不断变化，我们就能够通过控制开关的开启时间比例来改变亮度。

PWM脉宽调制的原理就是通过调整脉冲信号的宽度来控制设备的平均电平。脉冲信号是一种快速的开关信号，它会以固定的周期重复。脉冲的宽度（也称为占空比）决定了信号在一个周期内的开启时间比例。通过改变占空比，我们可以调整设备的亮度或速度。

例如，考虑一个LED灯。当脉冲信号处于高电平状态时，LED灯会亮起；当脉冲信号处于低电平状态时，LED灯会熄灭。如果我们增加脉冲信号处于高电平状态的时间，即增加占空比，LED灯就会更亮。反之，如果减少脉冲信号处于高电平状态的时间，即减小占空比，LED灯就会变暗。

通过快速调整脉冲信号的宽度，PWM技术可以精确控制设备的亮度或速度，无论是LED灯、电机还是其他设备。这种技术在嵌入式系统和物联网应用中非常常见，因为它简单而高效，能够满足各种控制需求。

大家可以看下面这篇文章来学习如何理解和计算pwm的占空比：【单片机概念基础】迟迟搞不懂预分频系数、PWM占空比等等概念和计算怎么办？
其中pwm的频率就是pwm的周期

二、machine.PWM 类

2.1 machine.PWM 类的构造对象

class machine.PWM(pin,freq,duty)
使用示例：pwm = machine.PWM(Pin(1),freq = 1000)

2.2 PWM 对象初始化

其函数原型如下：

pwm.init(freq, duty)

他不能设置占空比的范围即pwm的分辨率，最大就为10位

2.3 关闭PWM设备

其函数原型如下

pwm.deinit()

2.4 设置pwm的周期

其函数原型如下：

pwm.freq([value])

2.5 设置占空比

其函数原型如下：

pwm.duty ([value])

三、pwm示例代码

pwm = PWM(Pin(1),freq = 1000)
    
while True:
   # 渐亮
   for i in range(0,1024):
       pwm.duty(i)
       time.sleep_ms(1)
       
   # 渐暗
   for i in range(1023,0,-1):
       pwm.duty(i)
       time.sleep_ms(1)

他的效果就是led从亮到暗的一个过程

总结

本文简要介绍了Micropython和ESP32微控制器上的PWM脉宽调制技术。通过使用Micropython的PWM模块，我们可以轻松地控制ESP32的PWM输出引脚，并通过调整占空比来实现对外部设备的精确控制。无论是控制电机的转速，还是调整LED的亮度，PWM脉宽调制技术都是一种灵活而强大的解决方案。希望本文能帮助读者了解和应用Micropython和ESP32上的PWM技术，从而实现更多有趣的嵌入式系统和物联网应用。