Android Things：外设I/O接口-PWM

一、接口简介

Pluse Width Modulaion(PWM)是通过数字输出引脚向外部设备输出比例控制信号的常用方法。例如，伺服电机使用输入PWM信号的脉冲宽度来确定它们的旋转角度，LCD显示器基于PWM信号的平均值来控制它们的亮度。

PWM是数字信号（即方波），根据指定的频率和占空比振荡：

频率（以赫兹表示）描述了输出脉冲重复多少次；
周期是每个周期需要的时间，并且是频率的倒数；
占空比（以百分数表示）描述了该频率窗口内的脉冲宽度；

例如，一个PWM信号设置为50%的占空比，每个周期的一般是活跃的。

50%占空比PWM信号

你可以调整占空比来增加或者减少信号的平均"on"时间。下图展示了0%，25%和100%站占空比的脉冲序列。

0%，25%，50%占空比PWM信号

二、使用步骤

对于PWM接口的操作，有如下步骤：
1. 打开连接：创建PeripheralManagerService对象，使用你要打开的端口的名称调用openPwm()方法打开指定端口的连接。

 @Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    try {
        mPwm = mPeripheralManager.openPwm(PWM_NAME);
    } catch (IOException e) {
        Log.w(TAG, "Unable to access PWM", e);
    }
}

2. 配置信号：在第一启动信号之前，你必须使用setPwmFrequencyHz()方法设置信号周期和setPwmDutyCycle()方法占空比这些参数。
3. 启动信号：为了启动PWM信号，调用setEnable(true)。你需要暂时解除这个信号，可以调用setEnable(false)。

public void initializePwm(Pwm pwm) throws IOException {
    pwm.setPwmFrequencyHz(120);
    pwm.setPwmDutyCycle(25);

    pwm.setEnabled(true);
}

4. 关闭连接：当完成PWM端口通信，使用close()方法关闭连接并释放资源。

 @Override
protected void onDestroy() {
    super.onDestroy();
    if (mPwm != null) {
        try {
            mPwm.close();
            mPwm = null;
         } catch (IOException e) {
            Log.w(TAG, "Unable to close PWM", e);
         }
    }
}

三、案例演示

这里我们通过使用PWM信号的占空比来控制驼机的旋转角度，来给大家演示了一下PWM信号的使用。
1. 硬件准备

树莓派3开发板 1块
驼机 1个

2. 电路搭建

PWM电路图

3. 代码编写
pwmDemo\app\src\main\java\com\chengxiang\pwmdemo\MainActivity.java

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    //PWM输出名称
    private static final String PWN_NAME = "PWM0";
    //PWM输出
    private Pwm mPwn;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        PeripheralManagerService service = new PeripheralManagerService();
        try {
            //打开并设置PWM,通过设置不同的占空比来控制旋转的角度
            mPwn = service.openPwm(PWN_NAME);
            mPwn.setPwmFrequencyHz(50);
            mPwn.setPwmDutyCycle(4);
            mPwn.setEnabled(true);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        if (mPwn != null) {
            try {
                //关闭连接
                mPwn.close();
                mPwn = null;
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

4. 运行结果
通过改变setPwmDutyCycle()的参数，为4（图1）和8（图2），改变驼机旋转的角度。如下图：