脉冲宽度调制电路的制作

步骤1：说明
这个世界上的每个人都有一些惯性。每次通电时，电动机都会旋转。一旦关闭电源，它将趋于停止。但是它不会立即停止，需要一些时间。但是在它完全停止之前，它再次通电！因此，它开始运动。但是即使到现在，也要花一些时间才能达到最大速度。但是在它发生之前，它已经关闭电源，依此类推。因此，此动作的整体效果是电动机连续旋转，但转速较低。
脉冲宽度调制（pwm）是一种相对较新的功率切换技术，用于在完全打开和完全关闭水平。通常，数字脉冲具有相同的开启和关闭时间周期，但是在某些情况下，我们需要数字脉冲具有更多/更少的开启时间/关闭时间。在pwm技术中，我们创建具有不相等数量的导通和截止状态的数字脉冲，以获得所需的中间电压值。
占空比由一个完整数字脉冲中高电压持续时间的百分比定义。可以通过以下方式计算：
占空比的百分比= t/t（周期）x 100
让我们提出问题陈述。我们需要生成一个占空比为45％的50 hz pwm信号。
频率 = 50 hz
时间段，t = t（on）+ t（off）= 1/50 = 0.02 s = 20 ms
占空比 = 45％
因此，根据上述方程式求解，我们得到
t（on）= 9毫秒
t（off ）= 11毫秒
步骤2：avr计时器-pwm模式
制作pwm时，avr包含单独的硬件！通过使用它，cpu指示硬件产生特定占空比的pwm。 atmega328具有6个pwm输出，其中2个位于定时器/计数器0（8位）上，2个位于定时器/计数器1（16位）上，2个位于定时器/计数器2（8位）上。定时器/计数器0是atmega328上最简单的pwm器件。定时器/计数器0可以在三种模式下运行：
快速pwm
相位和频率校正pwm
相位校正pwm
每个这些模式可以反转也可以不反转。
在pwm模式下初始化timer0：
tccr0a | =（1 《-设置wgm：快速pwm
tccr0a | =（1 《-设置比较输出模式a ，b
tccr0b | =（1 《-使用预分频器= 256设置计时器
：光强度测量-adc和ldr。
light依存电阻器（ldr）是一种传感器，当光落在其表面变化时会改变其电阻。
ldr由半导体材料制成，以使其具有光敏特性。这些ldr或光电电阻的工作原理是“光电导”。现在，该原理说的是，每当光落在ldr的表面上时（在这种情况下），元件的电导就会增加，换句话说，当光落在ldr的表面时，ldr的电阻会减小。由于它是表面上使用的半导体材料的特性，因此实现了ldr电阻降低的特性。 ldr通常用于检测光的存在或测量光的强度。
要将外部连续信息（模拟信息）传输到数字/计算系统中，必须将其转换为整数（数字）。）值。此类转换由模数转换器（adc）进行。将模拟值转换为数字值的过程称为模拟到数字转换。简而言之，模拟信号是我们周围的真实世界信号，如声音和光。
数字信号是数字或数字格式的模拟等效项，微控制器等数字系统已经很好地理解了。 adc是一种可测量模拟信号并产生相同信号的数字等效信号的硬件。 avr微控制器具有内置的adc功能，可将模拟电压转换为整数。 avr将其转换为0到1023范围内的10位数字。
我们使用带有ldr的分压器电路的电压电平进行模数转换，以测量光强度。
初始化adc：
tadcsra | =（1 《-启用adc
adcsra | =（1 《-设置adc预分频器= 128
admux =（1 《-设置参考电压= avcc; -设置输入通道= adc0
观看视频，并详细介绍adc avr微控制器：avr微控制器。光强度测量。 adc和ldr
第4步：控制器直流电动机和双h桥电动机驱动器模块-l298n
我们使用直流电动机驱动器是因为微控制器通常不能提供不超过100毫安的电流。微控制器很聪明，但功能不强。该模块将为微控制器增加一些动力，以驱动大功率直流电动机。它可以同时控制2个直流电机，每个电机最多2安培，或者一个步进电机。我们可以使用pwm及其电机的旋转方向来控制速度。此外，它还用于驱动led胶带的亮度。
引脚说明：
out1 和 out2 端口，用于连接直流电动机。 out3 和 out4 用于连接 led胶带。
ena 和 enb 是启用引脚：通过将 ena 连接到高电平（+ 5v），可以启用端口 out1 和 out2 。
如果将 ena 引脚连接到低电平（gnd），则会禁用 out1 和 out2 。同样，对于 enb 和 out3 和 out4 。
in1 到 in4 是将连接到avr的输入引脚。
如果 in1 -高（+ 5v）， in2 -低（gnd），则 out1 变高，并且 out2 变低，因此我们可以驱动电动机。
如果 in3 -高（+ 5v）， in4 -低（ gnd）， out4 变高而 out3 变低，因此led胶带灯亮。
如果要反转电动机只是反转 in1 和 in2 极性，对于 in3 和 in4 也是如此。
将 pwm 信号应用于 ena 和 enb ，您可以控制两个不同输出端口上的电动机速度。
板可以接受从 7v 到 12v 的标称值。
跳线：共有三个跳线引脚；跳线1 ：如果您的电动机需要超过 12v 的电源，则必须断开跳线1 并施加所需的电压（最大 35v ）在 12v 终端上。带上另一个 5v 电源，并在 5v 端子上输入。是的，如果您需要施加超过 12v 的电压（移除了 jumper 1 时），则必须输入 5v 。
5v 输入用于 ic 的正常运行，因为卸下跳线将禁用内置的 5v 稳压器并防止更高的输入来自 12v 端子的电压。
如果您的电源介于 7v 至 12v之间，则 5v 端子用作输出。，如果您施加的电压大于 12v ，则用作输入
，并且跳线被移除。
跳线2和跳线3：您必须移除这两个跳线，而必须输入来自微控制器的启用和禁用信号，大多数用户更喜欢移除这两个跳线并施加来自微控制器的信号。
如果您将这两个跳线保留为 out1 至 out4 将始终处于启用状态。记住 out1 和 out2 的 ena 跳线。 out3 和 out4 的 enb 跳线。
步骤5：用c语言编写程序代码。将hex文件上传到微控制器闪存中
使用集成开发平台-atmel studio以c代码编写和构建avr微控制器应用程序。
#ifndef f_cpu
#define f_cpu 16000000ul // telling controller crystal frequency （16 mhz avr atmega328p）
#endif
#include //header to enable data flow control over pins. defines pins， ports， etc.
#include //header to enable delay function in program
#define button1 2 // button switch connected to port b pin 2
#define debounce_time 25 // time to wait while “de-bouncing” button
#define lock_input_time 300 // time to wait after a button press
// timer0， pwm initialization
void timer0_init（）
{
// set up timer oc0a，oc0b pin in toggle mode and ctc mode
tccr0a |= （1 《《 com0a1）|（1 《《 com0b1）|（1 《《 wgm00）|（1 《《 wgm01）;
// set up timer with prescaler = 256
tccr0b |= （1 《《 cs02）;
// initialize counter
tcnt0 = 0;
// initialize compare value
ocr0a = 0;
}
// adc initialization
void adc_init（）
{
// enable adc， sampling freq=osc_freq/128 set prescaler to max value， 128
adcsra |= （1《
admux = （1《// select voltage reference （avcc）
// button switch status
unsigned char button_state（）
{
/* the button is pressed when button1 bit is clear */
if （！（pinb & （1《
{
_delay_ms（debounce_time）;
if （！（pinb & （1《
}
return 0;
}
// ports initialization
void port_init（）
{
ddrb =0b00011011; //pb0-in1， pb1-in2，pb3-in3， pb4-in4， pb2 - button switch direct
portb=0b00010110;
ddrd =0b01100000; //pd5-enb （oc0b）， pd6-ena （oc0a）
portd=0b00000000;
ddrc =0b00000000; // pc0-adc
portc=0b00000000; // set all pins of portc low which turns it off.
}
// this function reads the value of the analog to digital convert.
uint16_t get_lightlevel（）
{
_delay_ms（10）; // wait for some time for the channel to get selected
adcsra |= （1《 // start the adc conversion by setting adsc bit. write 1 to adsc
while（adcsra & （1《// wait for conversion to complete
// adsc becomes 0 again till then， run loop continuously
_delay_ms（10）;
return（adc）; // return the 10-bit result
}
// this function re-maps a number from one range （0-1023） to another （0-100）。
uint32_t map（uint32_t x， uint32_t in_min， uint32_t in_max， uint32_t out_min， uint32_t out_max）
{
return （x - in_min） * （out_max - out_min） / （in_max - in_min） + out_min;
}
int main（void）
{
uint16_t i1=0;
port_init（）;
timer0_init（）;
adc_init（）; // initialization adc
while （1）
{
i1=map（get_lightlevel（），0，1023，0，100）;
ocr0a=i1; // set output compare register channel a
ocr0b=100-i1; // set output compare register channel b （inverted）
if （button_state（）） // if the button is pressed， toggle the led‘s state and delay for 300ms （#define lock_input_time）
{
portb ^= （1《《0）; // toggling the current state of the pin in1.
portb ^= （1《《1）; // toggling the current state of the pin in2. reverse the rotational direction of the motor
portb ^= （1《《3）; // toggling the current state of the pin in3.
portb ^= （1《《4）; // toggling the current state of the pin in4. led tape is turn off/on.
_delay_ms（lock_input_time）;
}
};
return （0）;
}
编程完成了。接下来，将项目代码构建并编译到十六进制文件中。
将hex文件上传到微控制器闪存中：
在dos提示符窗口中键入以下命令：
avrdude –c ［程序员名称］ –p m328p –u –u flash：w：［您的十六进制文件的名称］
在我的情况下是：
avrdude –c ispprogv1 –p m328p –u –u flash：w：pwm.hex
此命令将十六进制文件写入微控制器的内存。观看视频，详细介绍微控制器闪存的刻录：微控制器闪存的刻录。..
好！现在，微控制器按照我们程序的指令工作。让我们检查一下！
步骤6：电路
根据原理图连接组件
插入电源，并且可以正常工作！