7.8.1. 模块介绍

7.8.1.1. 术语定义

术语/缩略语	定义及说明
PWM	Pulse-Width Modulation，脉冲宽度控制，简称脉宽调制
TBC	Time Base Counter，时基计数器，用于产生锯齿波
占空比	PWM信号中，高电平保持的时间与该PWM时钟周期的时间之比
分辨率	占空比最小能达到多少，如8位的PWM理论分辨率是1:255
Up Count	增模式, 计数方式是递增计数，如从0计数到80、之后又从0到80（波形是锯齿波）
Down Count	减模式, 计数方式是递减计数，如从80计数到0、之后又从80到0（波形是锯齿波）
单斜率	单个方向的计数，增模式、减模式都属于单斜率
Up&Down Count	增减模式，计数方向有两个，如从0计数到80、然后从80到0（波形是三角波），增、减两个过程合起来算一个周期
双斜率	两个方向的计数，增减模式属于双斜率

PWM信号通常由一列占空比不同的矩形脉冲构成，其占空比可以调节。用数字输出来控制PWM占空比，占空比提高意味着高电平脉宽增大，输出的能量就会增加，PWM就相当于一个 功率版的DA转换模块。下图是一个典型的PWM信号波形：

占空比的计算方法： 占空比 = (脉宽时间 / 周期) * 100%

结合上图，我们可以说：脉宽时间1 相比脉宽时间2 提供较小的占空比。

PWM通常用于背光亮度调节、电机控制、舵机控制等。本文仅限于PWM调节背光的功能，通过调节PWM中的占空比，达到控制LED背光电流的通和断，进而可调整背光亮度。

为了灵活调节PWM信号的占空比，要先想办法产生一个递增、或者递减的锯齿波信号，另外再结合一个比较器来跟一个阈值进行比较，当满足条件时进行电平反转，这样达到的效果就是通过调节“阈值”来调节了占空比。

下图是由一个 递增变化 的锯齿波产生PWM信号的过程：

图中 Tpwm 表示PWM信号的周期值，另外有 三个关键的时间点（下文简称关键时点） （标注橙色圆圈，为了简洁只标注了最后一个周期）在下文中会频繁使用：

小技巧

实际上，PWM模块支持设置两个CMP值：CMPA和CMPB。受限于Linux中PWM子系统架构的接口设计，根据duty参数计算只能得到一个CMP值，所以 CMPB和CMPA实际上数值保持一致。

这些关键时点的触发行为Action有四种类型，详见 PWM 自定义参数

下图是由一个 递减变化 的锯齿波产生PWM信号的过程：

下图是由一个 同时有递减、递减变化 的锯齿波产生PWM信号的过程：

比较以上三种模式的PWM产生过程，可以看到：

小技巧

具体选择哪一种模式，要依据用户场景的需求特点，建议按 从简原则：首选相对简单的单斜率模式。

PWM的硬件设计，使用时基计数器产生上述的锯齿波信号，使用一个比较器可同时产生两路PWM信号。 PWM模块的硬件原理图可简化如下：

PWM模块共支持4个PWM通道，上图只画出了其中一个PWM通道，每个通道的输出信号有两个：PWMx0和PWMx1，对应DTS参数中的 action0和action1 配置。 PWM 自定义参数

PWM 模块支持的功能特性有：

每个PWM通道可以产生两个PWM输出信号: PWMx0 和 PWMx1，可遵循如下配置
- 两个独立的单边输出
- 两个独立的双边对称输出
- 一个独立的双边非对称输出
专用的16位可配置周期和频率的时基计数器（Time Base Counter）
系统时钟100MHz
多种事件可配置产生对应的中断

备注

PWM硬件Spec文档中，将两个PWM输出信号称作 PWMxA 和 PWMxB，为了避免和阈值 CMPA、CMPB 混淆，软件设计中将两个输出信号称作 PWMx0 和 PWMx1。

在CMPA、CMPB同时使用的情况下，锯齿波就会有两次和阈值的比较，共产生4个关键时点：

锯齿波信号波段	CMPA	CMPB
增斜率段	CAU (Compare A Up)	CBU (Compare B Up)
减斜率段	CAD (Compare A Down)	CBD (Compare B Down)

以增减模式的锯齿波为例，共6个关键时点：

上图中的，6个关机时点的触发行为配置是：（行为类型定义见 PWM 自定义参数）