本教程是MSP430G2 LaunchPad系列教程的一部分，我们在其中学习如何使用德州仪器（TI）的MSP430G2 LaunchPad。到目前为止，我们已经学习了板子的基础知识，并介绍了如何读取模拟电压，与MSP430G2接口的LCD等。现在，我们继续进行有关MSP430G2中PWM的学习的下一步。我们将通过改变电位器来控制LED的亮度来做到这一点。因此，电位计将连接到MSP430的模拟引脚以读取其模拟电压，因此建议您在继续之前先了解一下ADC教程。
什么是PWM信号？
脉宽调制（PWM）是一种数字信号，最常用于控制电路中。该信号在预定义的时间和速度中设置为高（3.3v）和低（0v）。信号保持高电平的时间称为“开启时间”，信号保持低电平的时间称为“关闭时间”。如下所述，PWM有两个重要参数：
PWM的占空比：
PWM信号保持高电平（导通时间）的时间百分比称为占空比。如果信号始终为ON，则占空比为100％；如果信号始终为OFF，则占空比为0％。
占空比=打开时间/（打开时间+关闭时间）
PWM频率：
PWM信号的频率决定了PWM完成一个周期的速度。如上图所示，一个周期完成了PWM信号的ON和OFF。在我们的教程中，频率为500Hz，因为它是Energia IDE设置的默认值。
实时有许多PWM信号的应用程序，但给您一个想法，PWM信号可用于控制伺服电机，也可转换为模拟电压，以控制LED亮度。让我们学习一下如何做到这一点。
以下是其他微控制器的一些PWM示例：
- 使用带有MPLAB和XC8的PIC单片机生成PWM
- Raspberry Pi伺服电机控制
- 使用PWM的基于Arduino的LED调光器
在此处检查所有与PWM相关的项目。
如何将PWM信号转换为模拟电压？
要将PWM信号转换为模拟电压，可以使用称为RC滤波器的电路。这是一个简单且最常用的电路。该电路仅包括串联的电阻和电容器，如下电路所示。
因此，这里发生的基本上是当PWM信号为高电平时，电容器通过电阻充电，而当PWM信号为低电平时，电容器通过存储的电荷放电。这样，我们将始终在输出端具有恒定的电压，该电压与PWM占空比成正比。
在上图中，黄色是PWM信号，蓝色是输出模拟电压。如您所见，输出波将不是纯直流波，但对于我们的应用来说应该很好。如果您需要纯直流波用于其他类型的应用，则应设计一个开关电路。
电路原理图：
电路图非常简单；它只有一个电位计，一个电阻器和一个电容器来构成RC电路和LED本身。电位器用于提供模拟电压，基于该电压可以控制PWM信号占空比。电位计的输出连接到引脚P1.0，该引脚可以读取模拟电压。然后，我们必须产生一个PWM信号，可以通过使用引脚P1.2来完成，然后将该PWM信号发送到RC滤波电路，以将PWM信号转换为模拟电压，然后将其提供给LED。
重要的是要理解，并非MSP板上的所有引脚都可以读取模拟电压或可以生成PWM引脚。下图显示了可以完成特定任务的特定引脚。始终以此为指导来选择用于编程的引脚。
如上所示组装完整的电路，您可以使用面包板和少量跳线，并轻松进行连接。连接完成后，我的电路板如下图所示。
为MSP编程PWM信号：
硬件准备就绪后，我们就可以开始编程了。程序中的第一件事是声明我们将要使用的引脚。在这里，我们将使用引脚号4（P1.2）作为我们的输出引脚，因为它具有生成PWM的能力。因此，我们创建了一个变量并分配了引脚名称，以便以后在程序中轻松引用它。最后给出了完整的程序。
整数PWMpin = 4; //我们将MSP模块的第4引脚用作PWM引脚
接下来我们进入 设置 功能。无论此处写入的代码将只执行一次，在这里我们声明由于PWM是输出功能，因此将第4引脚用作输出引脚。请注意，我们在这里使用了变量 PWMpin 而不是数字4，因此代码看起来更有意义
void setup（）{ pinMode（PWMpin，OUTPUT）; //将PEMpin设置为Outptut }
最后，我们进入 循环 功能。无论我们在这里写什么，都会一次又一次地执行。在此程序中，我们必须读取模拟电压并相应地生成PWM信号，并且这必须反复发生。所以首先让我们从引脚A0读取模拟电压开始，因为我们已将其连接到电位计。
在这里，我们使用 AanalogRead 函数读取值，该函数将根据施加到引脚的电压值返回0-1024之间的值。然后，我们将该值存储到一个名为“ val”的变量中，如下所示
int val = AnalogRead（A0）; //从引脚A0读取ADC值
我们必须将ADC的0到1024的值转换为0到255的值，以将其提供给PWM功能。我们为什么要转换它？我会很快告诉您，但现在请记住我们必须进行转换。要将一组值转换为另一组值，Energia具有类似于Arduino的 映射 功能。因此，我们将0-1204的值转换为0-255并将其保存回变量“ val”中。
val = map（val ，0，1023，0，255）; // ADC的值为0-1023，将其转换为0-255
现在，根据电位计的位置，我们将变量值设置为0-255。我们要做的就是在PWM引脚上使用该值，可以使用以下代码行完成。
AnalogWrite（PWMpin，val ）; //将该值写入PWM引脚。
让我们回到为什么将0-255写入PWM引脚的问题。该值0-255决定PWM信号的占空比。例如，如果信号的值为0，则表示占空比为127的占空比为0％，为50％，对于255的占空比为100％，就像本文顶部显示和说明的那样。
通过PWM控制LED的亮度：
一旦您了解了硬件和代码，就可以开始研究电路的工作了。将代码上传到MSP430G2开发板，然后旋转电位计旋钮。旋转旋钮时，引脚2上的电压将变化，微控制器将读取该电压，并根据电压在引脚4上生成PWM信号。电压越大，占空比越大，反之亦然。
然后，该PWM信号将转换为模拟电压以使LED发光。LED的亮度与PWM信号占空比成正比。除了面包板上的LED之外，您还可以注意到smd LED（红色）的亮度类似于面包板上的LED。该LED也连接到同一引脚，但是它没有RC网络，因此实际上闪烁非常快。您可以在黑暗的房间里摇动木板，以检查其闪烁的性质。完整的工作原理也可以在下面的视频中看到。
到此为止，我们已经学习了如何在MSP430G2板上使用PWM信号，在下一个教程中，我们将学习使用相同的PWM信号控制伺服电机有多么容易。如果您有任何疑问，请将它们发布在下面的评论部分或论坛上，以寻求技术帮助。