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树莓派.Net Core Iot入门系列篇(6):PWM

2019-10-09 7574点热度 1人点赞 0条评论

前言

脉宽调制(PWM)是指用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制,是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。在树莓派上,可以通过C#对GPIO的编程来实现PWM。

PWM通过对一系列脉冲的宽度进行调制,等效出所需要的波形(包含形状以及幅值),对模拟信号电平进行数字编码,也就是说通过调节占空比的变化来调节信号、能量等的变化,占空比就是指在一个周期内,信号处于高电平的时间占据整个信号周期的百分比,例如方波的占空比就是50%.

%title插图%num
PWM波形

目前.Net Core PWM仅支持软件PWM,但是高精度软件PWM占用大量资源,并使用高优先级线程。如果使用多个高精度软件PWM,则可能会遇到资源问题。所以建议优先选择硬件PWM,只有对PWM要求不高的情况下,才使用软件PWM。C#操作硬件PWM可以参考 https://github.com/unosquare/wiringpi-dotnet 。

硬件连接

在本篇中,将会实现一个呼吸灯,因此采用一个LED灯珠即可。将LED灯珠正极连接到GPIO17,负极连接到GND。

%title插图%num
连线
%title插图%num
树莓派GPIO

编写程序

首先创建一个控制台应用程序,然后通过Nuget引入“System.Device.Gpio”和“Iot.Device.Bindings”两个包。

将在Main方法中写入以下代码:

static void Main(string[] args)
{
    SoftwarePwmChannel pwmChannel = null;

    Console.WriteLine("Hello PWM!");
    //注册退出事件
    Console.CancelKeyPress += (object sender, ConsoleCancelEventArgs eventArgs) =>
    {
        Console.WriteLine("nPWM Exit!");
    };
    try
    {
        using (pwmChannel = new SoftwarePwmChannel(17))
        {
            pwmChannel.Start();
            for (double fill = 0.0; fill <= 1.0; fill += 0.01)
            {
                pwmChannel.DutyCycle = fill;
                Thread.Sleep(300);
            }
            for (double fill = 1.0; fill >= 0.0; fill -= 0.01)
            {
                pwmChannel.DutyCycle = fill;
                Thread.Sleep(300);
            }
        }
    }
    catch (Exception ex)
    {
        Console.WriteLine(ex.Message);
    }
}

发布,然后上传树莓派运行就可以看到呼吸灯效果。

SoftPwm使用步骤

首先创建一个Softpwm对象。

var softwarePwmChannel = new SoftwarePwmChannel(17);  //默认频率400,占空比0.5

默认情况下,SoftwarePwmChannel使用低优先级时钟来模拟PWM,用于点亮一个LED是没问题的。如果使用了时间敏感元件的话,可以添加参数usePrecisionTimer: true使用更高精度的SoftPwm。

var softwarePwmChannel = new SoftwarePwmChannel(17, usePrecisionTimer: true);  //默认频率400,占空比0.5

然后启动PWM

pwmChannel.Start();

要让LED呈现呼吸灯效果,就要修改占空比,来控制输出电压。

for (double fill = 0.0; fill <= 1.0; fill += 0.01)
{
     pwmChannel.DutyCyclePercentage = fill;
     Thread.Sleep(300);
}

停止PWM

在控制台程序运行过程中,可以通过注册Ctrl+C事假,来停止PWM并退出程序。

//注册退出事件
Console.CancelKeyPress += (object sender, ConsoleCancelEventArgs eventArgs) =>
{
    if(pwmChannel != null)
    {
        pwmChannel.Stop();
    }
    Console.WriteLine("nPWM Exit!");
};
本作品采用 知识共享署名-非商业性使用 4.0 国际许可协议 进行许可
标签: 暂无
最后更新:2020-12-13

afirefish

这个人很懒,什么都没留下

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