树莓派的硬件PWM模块

发表于 2015-11-19 分类于程序设计 Waline：本文字数： 538 阅读时长 ≈ 2 分钟

硬件PWM

本文针对的是Raspberry Pi 2 Model B硬件。从理论上讲，对于任意GPIO口，可以通过设定延时来输出PWM信号，这被称作软件PWM。由于Linux不是实时操作系统，对于一些要求硬实时的应用，例如通过PWM信号控制舵机，最好使用硬件PWM。

树莓派的BCM2386芯片有两个PWM通道——PWM0和PWM1。PWM0可以设置在GPIO12和GPIO18上，PWM1可以设置在GPIO13上。本文使用pigpio库来实现GPIO12输出PWM信号。

pigpio

首先下载并安装pigpio库。安装成功后，输入命令sudo pigpiod运行pigpio守护进程，Python接口通过和pigpio守护进程通信来控制GPIO口。函数set_PWM_dutycycle， set_PWM_frequency，set_PWM_range分别控制PWM的占空比、频率和控制精度。

set_PWM_dutycycle(user_gpio, dutycycle)函数控制PWM的占空比，user_gpio指定GPIO口，dutycycle的范围是0--range，range默认为255，可以通过set_PWM_range函数来更改range的值，下面是一段示例代码：

import pigpio
import time

pi = pigpio.pi()               # pi accesses the local Pi's gpios

# gpio 12 outputs pwm 
pi.set_PWM_dutycycle(12,   0)  # PWM off
pi.set_PWM_dutycycle(12,  64)  # PWM 1/4 on
pi.set_PWM_dutycycle(12, 128)  # PWM 1/2 on
pi.set_PWM_dutycycle(12, 192)  # PWM 3/4 on
pi.set_PWM_dutycycle(12, 255)  # PWM full on

set_PWM_frequency(user_gpio, frequency)控制PWM信号的频率，示例代码如下：

>>> pi.set_PWM_frequency(4, 0)
>>> print(pi.get_PWM_frequency(4))
10
>>> pi.set_PWM_frequency(4, 100000)
>>> print(pi.get_PWM_frequency(4))
8000

set_PWM_range(user_gpio, range_)通过设定range_值来控制PWM信号的精度。range_值越大，控制精度越高，range_值的范围是25--40000，示例代码如下：

1
2
3

pi.set_PWM_range(12, 100)   # now  25 1/4,   50 1/2,   75 3/4 on
pi.set_PWM_range(12, 500)   # now 125 1/4,  250 1/2,  375 3/4 on
pi.set_PWM_range(12, 3000)  # now 750 1/4, 1500 1/2, 2250 3/4 on

应用实例

这里是控制一个舵机来回转动的代码：

import pigpio
import time

pi = pigpio.pi()
pi.set_PWM_frequency(12, 50)  # frequency 50Hz
pi.set_PWM_range(12, 1000)    # set range 1000
pi.set_PWM_dutycycle(12, 75)  # set an initial position
time.sleep(2)                 # wait for 2 seconds

delay = 0.5
while True:
    pi.set_PWM_dutycycle(12, 25)  # 2.5%
    time.sleep(delay)
    pi.set_PWM_dutycycle(12, 125) # 12.5%
    time.sleep(delay)

while循环中的延时是为了使舵机有充足时间转动到对应的角度。

硬件PWM

pigpio

应用实例

参考