Linux 系统中 PWM 的原理与应用304

PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）是一种调制技术，通过改变脉冲的宽度来控制输出功率或其他参数。在 Linux 系统中，PWM 主要用于控制 LED、风扇和电机等设备。

PWM 的原理

PWM 的基本原理是，生成一个固定频率的脉冲序列，然后根据需要控制脉冲的宽度。脉冲的宽度决定了信号的占空比，也就是脉冲占整个周期时间的百分比。占空比越高，输出的平均功率或其他参数就越高。

例如，对于一个 10 kHz 的 PWM 信号，脉冲的宽度可以从 100 微秒到 900 微秒变化。当脉冲宽度为 500 微秒时，占空比为 50%，输出的平均功率为输入功率的一半。

Linux 系统中的 PWM

在 Linux 系统中，PWM 通常由硬件实现，由称为 PWM 控制器（或 PWM 生成器）的专用芯片控制。这些控制器负责生成 PWM 信号并将其传输到外部设备。

Linux 系统可以通过使用 sysfs 文件系统访问和控制 PWM 控制器。sysfs 文件系统是一个伪文件系统，它允许用户空间程序与内核驱动程序进行交互。要访问 PWM 控制器，用户可以通过 /sys/class/pwm 目录查找可用设备。

PWM 的应用

PWM 在 Linux 系统中有着广泛的应用，包括：
LED 控制： PWM 可用于控制 LED 的亮度，通过调节占空比改变 LED 接收的平均功率。
风扇控制： PWM 可用于控制风扇的速度，通过调节占空比改变风扇接收的平均功率。
电机控制： PWM 可用于控制电机的速度和方向，通过调节占空比和脉冲序列改变电机接收的平均功率和相位。
音频生成： PWM 可用于生成模拟信号，例如音频信号，通过调节脉冲宽度创建不同频率和音调的声音。

PWM 控制

要控制 PWM 控制器，用户可以写入 sysfs 文件系统中的相应文件。这些文件包括：
period： PWM 信号的周期，以纳秒为单位。
duty_cycle： 占空比，以百分比为单位。
polarity： PWM 信号的极性，可以是正极性或负极性。
enable： PWM 信号的使能状态，可以是启用或禁用。

例如，要将 PWM 信号的周期设置为 10 kHz，占空比设置为 50%，可以写入 sysfs 文件：```
echo 100000 > /sys/class/pwm/pwmchip0/pwm0/period
echo 50 > /sys/class/pwm/pwmchip0/pwm0/duty_cycle
```

PWM 是一种在 Linux 系统中广泛使用的调制技术，用于控制 LED、风扇、电机和其他设备。通过使用 sysfs 文件系统，用户可以访问和控制 PWM 控制器，调节脉冲宽度以改变输出功率或其他参数。

2024-12-08

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