Air780EPM PWM 硬件电路说明

一、PWM 基本概念

PWM（Pulse Width Modulation，脉宽调制）是一种通过控制数字信号的占空比来模拟模拟信号的技术，常用于控制电机速度、LED 亮度、蜂鸣器等场景；

在 Air780EPM 中，PWM 功能通过特定的 GPIO 引脚复用实现，需结合 LuatOS 的 API 进行配置；

二、PWM 功能支持

Air780EPM 的 PWM 功能需满足以下条件：

1. 硬件支持：

模组支持部分 GPIO 引脚复用为 PWM 功能(需参考 GPIO 复用表，确定哪些引脚支持 PWM)；
具体引脚及功能需查阅 Air780EPM 的硬件手册或 LuatOS 官方文档中的 GPIO 复用表；

2. 软件支持：

LuatOS 提供 PWM API：通过 Lua 脚本控制 PWM 参数(如频率、占空比、极性等)；
需注意：Air780EPM 的 PWM 功能可能受限于硬件设计，例如支持的频率范围、通道数等；

三、开发注意事项

1. GPIO 引脚选择

复用功能确认：
- 确保所选 GPIO 支持 PWM 功能（需查阅 GPIO 复用表，例如：某些引脚可能仅支持普通 GPIO 或 UART、SPI 等其他功能）。
- 示例：若引脚 GPIO1 支持 PWM 复用，则需在代码中配置其为 PWM 模式。

2. PWM 参数配置

频率限制：
- 硬件支持的 PWM 频率范围需参考数据手册（Air780EPM 支持 1Hz 到 13MHz）。
- 过高的频率可能导致占空比精度下降。
占空比精度：
- PWM 的分辨率由硬件定时器位数决定（如 10 位分辨率对应 0.1% 精度）。
- 确保配置的占空比在合理范围内（0%~100%）。

3. 代码开发注意事项

API 使用规范：
- 使用 LuatOS 提供的 PWM API（如 pwm.setup()、pwm.close() 等）。
- 示例代码：
```
-- 配置 PWM 参数并启动 PWM
pwm.open(pwm_channel, frequency, duty_cycle)
-- 关闭 PWM
pwm.close(pwm_channel)
```
- 注意：pwm_channel需对应Air780EPM的硬件PWM通道编号（请参考Air780EPM硬件手册相关说明）。
资源冲突：
- 确保同一GPIO引脚未被其他功能（如UART、ADC）占用。
- 多通道PWM需确认硬件是否支持多路独立输出。

4. 功耗与稳定性

低功耗模式：
- Air780EPM无法在低功耗模式和PSM+模式下保持PWM输出；
信号干扰：
- PWM信号因为频率较大，可能对其他模拟电路（如ADC）产生干扰，需通过硬件滤波或布局优化（如隔离走线）解决。
温度影响：
- 高频PWM可能导致GPIO引脚过热，需确保散热设计合理。

5. 其他关键点

波形校准：
- 使用示波器验证PWM波形的频率和占空比是否符合预期。
固件版本：
- 确保使用的LuatOS固件版本支持PWM功能。
错误处理：
- 在代码中添加异常处理（如PWM配置失败时的重试机制）。

四、典型应用场景

1. 电机控制：通过PWM调节电机转速。

2. LED调光：模拟LED亮度变化。

3. 传感器控制：周期性触发红外传感器或超声波模块。

4. 通信协议模拟：如PWM编码的红外信号发射。

五、应用举例

我们以Air780EPM开发板上，PWM驱动蜂鸣器，为例介绍PWM在硬件电路中的实际应用；

1. 硬件电路

2. 软件代码

示例代码：

local PWM_ID = 4

mcu.altfun(mcu.PWM, 4, 39, 5, nil)
--PWM4 对应的 Air780EPM 的 GPIO 复用管脚为 GPIO33
--39 这个数字对应的是 Air780EPM 所使用芯片的 PAD 管脚
--mcu.altfun() 这个函数比较晦涩难懂，在下个版本会取消这个函数
--GPIO 管脚复用的配置，会从 mcu.altfun() 改为更为直观的 PINS.json 配置方式，敬请期待
--2025/4/9，LuXiangcheng

sys.taskInit(function()
log.info("pwm", "ch", PWM_ID)
while 1 do
sys.wait(5000)
--PWM 接的蜂鸣器响的频率是 1000 和 8000
log.info("pwm", ">>>>>3K")
pwm.open(PWM_ID, 1000, 50) -- 频率 4000hz, 占空比 50%
sys.wait(5000)
log.info("pwm", ">>>>>8K")
pwm.open(PWM_ID, 8000, 50)
sys.wait(5000)
log.info("pwm", ">>>>>CLOSE")
-- pwm.open(PWM_ID, 0, 50)
pwm.close(PWM_ID)
end
end)

六、总结

在Air780EPM中使用PWM功能需结合硬件GPIO复用和LuatOS API，重点注意引脚选择及参数配置。

1. Air780EPM硬件手册：获取GPIO复用表和PWM硬件参数。

2. LuatOS官方文档：查询PWM API的具体用法API索引 - luatos@air780epm - 合宙模组资料中心。

3. 社区案例：参考合宙社区或Gitee上的Air780EPM PWM示例代码demo/780EPM_1.3版本开发板全功能测试/pwm780epm.lua · 合宙Luat/LuatOS-Air780EPM - Gitee.com。