树莓派Python开发第8课： PWM实验 |
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树莓派Python开发第8课： PWM实验
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第一课：什么是树莓派 第二课：树莓派能做什么 第三课：购买您的第一个树莓派 第四课：如何安装树莓派系统 第五课：树莓派Python编程手册 第六课：树莓派Python Led实验 第七课：树莓派Python 按键实验 第八课：树莓派Python开发 PWM实验 视频链接 什么是PWMPWM是Pulse Width Modulation (PWM)的缩写，意思是脉冲宽度调制，那什么是脉冲呢？ 脉冲脉冲是一种信号，我们平常听到 “脉搏” 这个词，我们这里的脉冲和这个脉搏其实很相似，脉搏是跳动的，有规律的，脉冲也是这样，是有规律的，这个规律在编程领域叫频率，或者叫周期。如果要给脉冲下一个定义的话： 脉冲是一种电压反复在高和低(H和L)之间改变的电信号。 就像下面这张图： 脉宽很好理解，就是脉冲的宽度，高电平表示有脉冲信号，低电平表示没有脉冲信号，这个宽度就是高电平的持续时间，或者叫长度也行。 那么，调制呢，就是这个高电平的持续时间是可以调整的，可以通过程序改变，动态的改变，当然也可以通过硬件电路实现调整，比如我们用得比较多的旋钮，可以把台灯调到最亮，或者最暗。 树莓派如何实现PWM有了上面的知识铺垫，就可以来理解树莓派的实现原理了。 首先，树莓派有一个专门类叫pwm，这个类的使用非常简单。 我们可以先通过help查看帮助，就像这样： PR = gpio.PWM(18,50) 上面这条语句是调用gpio模块中的PWM类，生成一个对象PR，PWM是类名，也是构造函数，传进去的两个参数，第一个是引脚编号，第二个参数是PWM的频率，50代表50HZ。 step2: 启动pwmPR.start(0) #这个函数是启动pwm功能，里面有一个参数，这个参数如果填0，代表脉冲宽度为0，也就是没有脉冲，在led灯上表现就是不亮，如果是电机，表现就是轮子不转。 step3: 改变脉冲宽度PR.ChangeDutyCycle(dc) #改变脉冲宽度是通过ChangeDutyCycle函数，这个函数你可以传进去你要设置的脉冲宽度值，这个值只能是0~100. step4: 停止pwmPR.stop() #停止pwm 当你要停止pwm的时候，可以调用stop函数。不需要传参数。 实验方法我们只需要接一个led灯到18号引脚，然后配置为输出功能，接着就按照上面的步骤就可以编程了。G和B不需要连接。 #coding:utf-8 #设置中文编码模式，支持中文注释 导入模块 import RPi.GPIO as gpio #导入树莓派模块RPi.GPIO import time #导入时间模块，方便后面做延时 R = 18 #设置BCM模式第18号引脚作为led灯控制引脚 gpio.setwarnings(False) #屏蔽警告 设置BCCM编码模式 gpio.setmode(gpio.BCM) #设置引脚模式BCM 设置引脚功能 gpio.setup(R,gpio.OUT) #设置引脚方向为输出 ，Python中，PWM功能是软件模拟的，就是通过控制高电平宽度来实现 #所以，引脚必须设置输出 PR = gpio.PWM(R,50) #这种PWM频率为50Hz PR.start(0) #设置启动脉冲宽度，0表示开始没有脉冲，你可以把这个参数想象成起步的速度是多少码， #是20码起步，还是0速度 4）实现呼吸灯 while 1: for dc in range(0,100,5): #python中调试pwm，规定pwm宽度范围是0~100，5是每次循环累加的步长 PR.ChangeDutyCycle(dc) #PWM真正调制的地方就在这里 time.sleep(0.5) #不用太快，否则人眼看不到变化 time.sleep(1) for dc in range(100,0,-5): #由亮到暗的过程 PR.ChangeDutyCycle(dc) time.sleep(0.5) 完整代码： pi@xiajiashan:~/pi-python-blog$ cat pwm_led.py #!/usr/bin/python #coding:utf-8 import RPi.GPIO as gpio import time R = 18 gpio.setwarnings(False)#屏蔽警告 gpio.setmode(gpio.BCM)#设置引脚模式BCM gpio.setup(R,gpio.OUT)#设置引脚11方向输出 PR = gpio.PWM(R,50) PR.start(0) try: #try和except是一对，通过它来捕捉在执行while 1的时候，是否按下了ctrl+c按键，crtl+c是终止程序 while 1: for dc in range(0,100,5): PR.ChangeDutyCycle(dc) time.sleep(0.5) time.sleep(1) for dc in range(100,0,-5): PR.ChangeDutyCycle(dc) time.sleep(0.5) except KeyboardInterrupt: #如果按下了ctrl+c进行异常处理，让pwm停止，释放引脚 PR.stop() gpio.cleanup() pi@xiajiashan:~/pi-python-blog$ 直接运行(python无需编译)
Python中的PWM功能是通过软件模拟的，软件模拟的意思就是它的脉冲宽度是我们程序打高电平来实现的，不是cpu硬件做到的，C语言中有一个引脚（BCM的第18脚）可以实现硬逻辑，但是python里面不可以。 python中的PWM是通过C语言的函数实现的，python只不过是做了一个整合调用而已，其实整个的树莓派中，Python编程都是用的C语言函数库，其实这也没什么，大家不要说python没有技术含量之类的话，本来就不需要造轮子，但是你要理解核心，需要看懂C语言中的代码。 具体软件PWM模拟的原理，请大家参考我C语言中的讲解。 软件PWM内部实现原理 如何通过软件PWM实现三色灯的呼吸功能因为上面原理性的东西已经介绍得很详细了，这里就只给大家源码，下面有注释 pi@xiajiashan:~/pi-python-blog$ cat pwm_rgb.py #coding:utf-8 import RPi.GPIO as gpio import time R = 16 #设置红色灯接到第16脚(BCM编码模式) G = 20 #设置绿色灯接到第20脚(BCM编码模式) B = 21 #设置蓝色灯接到第21脚(BCM编码模式) gpio.setwarnings(False) #去掉警告信息 gpio.setmode(gpio.BCM) #设置引脚为BCM编码模式 gpio.setup(R,gpio.OUT) #PWM功能控制引脚，需要改引脚设置为输出 gpio.setup(G,gpio.OUT) # gpio.setup(B,gpio.OUT) # PWMR = gpio.PWM(R,50) #设置R为PWM功能，并且设置频率为50HZ，也就是PWM周期是20ms PWMG = gpio.PWM(G,50) #设置G为PWM功能，并且设置频率为50HZ，也就是PWM周期是20ms PWMB = gpio.PWM(B,50) #设置B为PWM功能，并且设置频率为50HZ，也就是PWM周期是20ms PWMR.start(0) #启动R 的PWM PWMG.start(0) #启动G 的PWM PWMB.start(0) #启动B 的PWM try: #捕捉ctrl+c按键 while 1: #R慢慢变亮 for dc in range(0,100,5): #定义循环变量dc从0~100，每次增加5 PWMR.ChangeDutyCycle(dc) #调制PWM周期 time.sleep(0.5) time.sleep(2) #R慢慢变暗 for dc in range(100,0,-5): #循环变量从100~0，每次递减5 PWMR.ChangeDutyCycle(dc) #调制PWM周期 time.sleep(0.5) #G慢慢变亮 for dc in range(0,100,5): #定义循环变量dc从0~100，每次增加5 PWMG.ChangeDutyCycle(dc) #调制PWM周期 time.sleep(0.5) time.sleep(2) #R慢慢变暗 for dc in range(100,0,-5): #循环变量从100~0，每次递减5 PWMG.ChangeDutyCycle(dc) #调制PWM周期 time.sleep(0.5) #B慢慢变亮 for dc in range(0,100,5): #定义循环变量dc从0~100，每次增加5 PWMB.ChangeDutyCycle(dc) #调制PWM周期 time.sleep(0.5) time.sleep(2) #R慢慢变暗 for dc in range(100,0,-5): #循环变量从100~0，每次递减5 PWMB.ChangeDutyCycle(dc) #调制PWM周期 time.sleep(0.5) except KeyboardInterrupt: PWMB.stop() #捕捉到ctrl+c信号后停止pwm gpio.cleanup() #释放引脚资源 pi@xiajiashan:~/pi-python-blog$ END想通过视频学习的可以购买我的视频教程： https://edu.csdn.net/course/play/28043/383541?spm=1002.2001.3001.4143 希望本文能帮到各位，如果怕忘了就收藏吧！ 第一课：什么是树莓派 第二课：树莓派能做什么 第三课：购买您的第一个树莓派 第四课：如何安装树莓派系统 第五课：树莓派Python编程手册 第六课：树莓派Python Led实验 第七课：树莓派Python 按键实验 第八课：树莓派Python开发 PWM实验 视频链接 |
但是，真正使用，你看这个帮助还是看不到实际有价值的内容，这就是用Python控制树莓派的一些弊端，因为它很多的理论和原理是基于C语言的，所以一般开发我们要结合C，不清楚的去查看C的代码，这里并非说用python不好，其实有些地方用python非常简单，比如I2C，SPI这些比较复杂的，如果有人用Python整合好了，直接安装模块就可以使用，没必要再去造轮子。 所以呢，有我帮大家总结出来了，大家收藏我这篇博客就行了。 步骤是这样的：
效果请看视频教程 https://edu.csdn.net/course/play/28043/383541?spm=1002.2001.3001.4143【本文地址】
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