PWM

PWM 驱动 | sample: pwm

学习目标

• 掌握 PWM 的配置：高低电平时间 → 周期和占空比
• 理解 pwm_config_t 结构体各字段的含义
• 能够在 WS63 上输出 PWM 控制 LED 亮度或舵机角度

基本概念

PWM 做什么

PWM（Pulse Width Modulation）通过调整高低电平的时间比例来控制平均电压——不改变频率，只改变占空比。

flowchart LR
    subgraph 占空比 50%
        H1[高电平 50%] --> L1[低电平 50%]
    end
    subgraph 占空比 25%
        H2[高 25%] --> L2[低 75%]
    end

占空比	平均电压（VCC=3.3V）	LED 效果
100%	3.3V	最亮
50%	1.65V	半亮
25%	0.825V	暗
0%	0V	灭

频率选择

频率 = 1 / (高电平时间 + 低电平时间)。LED 调光推荐 > 1kHz（避免人眼感知闪烁），舵机控制在 50Hz（20ms 周期）。

两种模式

模式	行为	适用场景
连续（Repeat）	无限循环输出	LED 调光、电机调速
单次（One-Shot）	输出指定脉冲数后停止	步进电机、精确脉冲控制

涉及 API

API	用途	头文件
uapi_pin_set_mode(pin, mode)	设置引脚为 PWM 功能	pinctrl.h
uapi_pwm_init()	初始化 PWM 模块	pwm.h
uapi_pwm_open(channel, &cfg)	打开 PWM 通道并配置	pwm.h
uapi_pwm_close(channel)	关闭 PWM 通道	pwm.h
uapi_pwm_set_period(channel, period)	动态修改周期	pwm.h

案例说明

做什么

配置 PWM 通道输出连续方波——低电平 0、高电平 20 个时钟周期，无限循环。演示连续模式和回调计数。

规格与功能

规格项	说明
PWM 通道	Kconfig 可配
低电平时间	0 周期
高电平时间	20 周期
偏移	0
重复次数	0xFF（无限）
模式	连续（Repeat）
回调	每周期完成 +1 计数

程序运行流程：引脚复用 → pwm_init → pwm_open 连续模式 → 每 500ms 打印周期计数。

案例流程

sequenceDiagram
    participant T as 任务
    participant P as PWM

    T->>P: uapi_pwm_init
    T->>P: uapi_pwm_open 连续模式
    Note over P: 开始输出 PWM

    loop 每 500ms
        T->>T: printf cycle count
        T->>T: osal_msleep(500)
    end

案例操作指导

第一步：编译

fbb build ws63-liteos-app

第二步：烧录

PWM 引脚接 LED（串联限流电阻）或逻辑分析仪。

第三步：验证

逻辑分析仪看到连续 PWM 波形。串口每 500ms 打印完成的周期数不断增长。

关键配置

参数	值	说明
low_time	0	低电平持续时钟周期数
high_time	20	高电平持续时钟周期数
offset	0	周期偏移，多路 PWM 对齐用
repeat	0xFF	无限循环——连续模式
PWM 频率	时钟 / 周期	调整 low_time + high_time 改变频率

代码详解

完整代码参考 src/application/samples/peripheral/pwm/pwm_demo.c：

#include "pinctrl.h"
#include "pwm.h"
#include "soc_osal.h"
#include "app_init.h"

#define TEST_TCXO_DELAY_500MS    500
#define PWM_LOW_TIME_CYC         0
#define PWM_HIGH_TIME_CYC        20
#define PWM_TASK_PRIO            24

static uint32_t g_pwm_cyc_done_cnt = 0;

/* PWM 周期完成回调 */
static errcode_t pwm_sample_callback(uint8_t channel)
{
    (void)channel;
    g_pwm_cyc_done_cnt++;         // 每周期完成计数
    return ERRCODE_SUCC;
}

void pwm_repeat_mode(void)
{
    pwm_config_t cfg_repeat = {
        PWM_LOW_TIME_CYC,         // 低电平时间：0
        PWM_HIGH_TIME_CYC,        // 高电平时间：20
        0,                        // 偏移：0
        0xFF,                     // 重复次数：无限
        true                      // 连续输出
    };

    uapi_pwm_init();
    uapi_pwm_open(CONFIG_PWM_CHANNEL, &cfg_repeat);
    /* PWM 开始连续输出 */
}

static void pwm_task(const char *arg)
{
    (void)arg;
    uapi_pin_set_mode(CONFIG_PWM_PIN, CONFIG_PWM_PIN_MODE);
    pwm_repeat_mode();

    while (1) {
        osal_msleep(TEST_TCXO_DELAY_500MS);
        osal_printk("pwm cycles: %u\r\n", g_pwm_cyc_done_cnt);
    }
}
app_run(pwm_entry);

pwm_config_t 的 repeat 字段：0xFF = 无限循环，0~254 = 输出指定次数后自动停止（单次模式）。0 表示不输出。

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