无线传感网技术及应用 课件 项目13 PWM控制LED灯亮度

项目十三PWM控制LED灯亮度目录项目导入项目实施知识储备项目成果01030204课后作业05项目导入01项目导入项目导入随着物联网技术的普及和发展，LED在智能家居领域得到了广泛的应用，市场上已经有非常多的智能灯，这些智能灯普遍具有“无极调光”功能，可以让用户具有良好的产品体验，LED光源的亮度控制成为了智能家居的基本功能之一，那这种无极调光功能是通过什么技术来实现的呢？本项目将通过PWM控制技术完成一个调光系统，让不同的LED灯显示不同状态，对比前面的章节，我们将增加LED呼吸灯的效果，让LED的展示效果更加绚丽多彩。本项目分为2个任务，需要使用PWM控制技术，完成LED1灯亮度的控制。在任务1中，我们需要基于脉冲宽度调制的原理，掌握脉冲宽度调制的编程思路。在任务2中，通过实验掌握CC2530定时器3的配置方法，并掌握使用定时器实现PWM控制LED的编程方法。知识储备02本课内容知识储备PWM调光原理是一种常用的技术，它能在智能照明，路灯控制和高效的能源支持等自动化领域得到广泛应用。PWM(PulseWidthModulation)即脉宽调制，是一种模拟-数宇转换技术，用于固定周期信号中实现频率或者幅度变化。它是一种控制信号，可以用来控制光源的亮度，从而达到调光效果。PART01PWM工作原理：PWM是采用调整脉冲占空比达到调整电压、电流、功率的方法最终达到调整光亮度的，基本原理就是指在一定的时间内用高低电平所占的比例不同来控制一个对象，比如在lms内，高电平占0.3ms，低电平占0.7ms。如果用高电平去闭合一个开关，此开关再去控制一个LED灯，低电平是断开这个开关，那么在1ms内，这个灯就只能通电0.3ms，而0.7ms内是不通电的。这个灯的通电时间只有30%。如果把高电平的时间延长到0.7ms，则低电平就只有0.3ms了，此时灯的通电时间就变成70%了。灯获得的能量变大，亮度自然就提高了。右图为LED灯在不同亮度时，PWM对应的脉冲周期图。本课内容PART02PART03定时器3/4计数模式：自由运行模式：如果是8位的定时器3则从0到0xff反复计数；相反，如果是16位的定时器1，则会从0到0xffff进行反复计数。倒计数模式：该模式相对于自由模式，需要多配置一个峰值寄存器T3CC0,配置后，定时器开启后，计数器从T3CC0寄存器的值到零进行单次计数，如需循环，需要从定时器中断执行程序中再次启动定时器即可。模模式：该模式将从0到T3CC0进行循环计数正/倒计数模式：就是从0到T3CC0,再从T3CC0到0，如此循环往复。定时器3/4的功能：输入捕获功能，可选择上升沿、下降沿或任何边沿进行输入捕获。输出比较功能，输出可选择设置、清除或切换。有2个独立的捕获/比较通道，每个通道使用一个I/O引脚。有自由运行、倒计数、模、正计数/倒计数四种不同工作模式。有可被1、2、4、8、16、32、64或128整除的时钟分频器，为计数器提供计信号。在每个捕获/比较和最终计数上产生中断请求。触发DMA功能。定时器3和定时器4通过输出比较功能也可以实现简单的PWM控制本课内容PART04PART05项目中用到的SFR：本项目中用到的SFR包括P1DIR、T3CNT、T3CTL、T3CCTL0、T3CC0，其中P1DIR用于设置P1口外部引脚的输入/输出方向，T3CNT用于设置定时器3的计数器，T3CTL用于定时器3的控制、T3CCTL0用于设置定时器3通道0捕获/比较控制、T3CC0用于设置定时器3通道0捕获/比较值。定时器3/4的捕获/比较模式：输入捕获模式：当一个通道配置为一个输入捕获通道，通道相关的I/O引脚配置为一个输入。定时器启动之后，输入引脚上的一个上升沿、下降沿或任何边沿都会触发一个捕获，即捕获8位计数器内容到相关的捕获寄存器中。因此，定时器能够捕获一个外部事件发生的时间。输出比较模式：定时器启动之后，将比较计数器的内容和通道比较寄存器TxCC0n的内容。如果比较寄存器等于计数器的内容，根据比较输出模式TxCCTL.CMP1:0的设置，输出引脚被置1、清0或切换。对于使用简单PWM，最好使用输出比较模式4和5。当发生一个比较时，将设置相应的实际通道的中断标志。这是TIMIF.TxCHnIF。如果设置了相应的中断屏蔽位TxCCTLn.IM，将产生一个中断请求。项目实施03项目实施项目和资源准备项目实施前必须先准备好相应的设备和资源，见下表：序号设备/资源名称数量单位是否准备到位(√)1CC2530模块1个

2SmartRF04EB（或CC-Debugger）仿真器1个

3SPI烧入线1根

项目实施实验模块原理图下图为D5灯电路原理图，我们需要对P1_0接口进行操作，通过对P1_0输出高低电平时间的控制，来改变D5的亮度。项目实施实施过程第一步：连接设备，将CC-Debugger仿真器的JTAG接口与CC2530模块相连，仿真器另一端用USB数据线连接到PC上，如下图所示：第二步：编写程序项目成果04项目成果项目成果两个任务完成后，当按仿真器或者CC2530模块上的Reset复位键，LED1灯会依次呈现高亮度到低亮度，又从低亮度到高亮度反复变化。仔细两个任务的变化过程，可发现它们略有不同。课后作业05课后作业1.可通过按键中断功能来控制LED灯不同亮度。要求12.通过增加串口功能，实现不同状态下，都有相应的信息提示。要求2能熟练运用两种方式来控制LED灯不同亮度。要求3以上实验只是利用CC2530开发板完成了对LED1灯亮度的调节，

如果要完善亮度调节系统，则需要用到更多的功能。谢谢大家观看GENERAL

TEACHINGEver