脉宽调制（PWM）

PWM 代表脉宽调制（Pulse Width Modulation）。它是一种使用在 HIGH 和 LOW 之间快速切换的数字信号来模拟模拟输出的技术。

PWM 不像真正的模拟信号那样提供稳定的电压（如 1.5V），而是在全电压和 0V 之间快速切换。通过控制信号保持在 HIGH 和 LOW 的时间长短，你可以控制输送到设备的平均功率或电压。

PWM 的工作原理是以固定的频率发送在 HIGH 和 LOW 之间切换的方波信号。关键参数是“占空比”，即在一个完整周期内信号处于 HIGH 状态的时间百分比。

例如：

这种切换发生得极快，通常每秒数百或数千次。速度如此之快，以至于 LED 和电机等设备响应的是平均电压，而不是单个脉冲。

示例用法：LED 调光

LED 闪烁得如此之快，以至于你的眼睛看不到单独的“开”和“关”脉冲，因此你只感知到平均亮度。较低的占空比使其看起来较暗，较高的占空比使其看起来较亮，即使 LED 始终在全电压和零电压之间切换。

伺服电机读取脉冲的宽度来决定其角度。它期望每 20 毫秒有一个脉冲，而脉冲宽度——0° 约为 1ms，90° 约为 1.5ms，180° 约为 2ms——告诉伺服电机移动到哪里。

在 PWM 中，周期和频率协同工作以决定信号在 HIGH 和 LOW 状态之间切换的速度，这直接影响控制的平滑度和有效性。

周期是一个“开-关”循环完成所需的总时间。

频率是一秒钟内完成的循环次数，以赫兹（Hz）为单位测量。频率是周期的倒数。因此，频率越高，周期越短，从而导致 HIGH 和 LOW 状态之间的切换越快。

\[ \text{Frequency (Hz)} = \frac{1}{\text{Period (s)}} \]

因此，如果周期为 1 秒，则频率将为 1Hz。

\[ 1 \text{Hz} = \frac{1 \text{ cycle}}{1 \text{ second}} = \frac{1}{1 \text{ s}} \]

例如，如果周期为 20ms（0.02s），频率将为 50Hz。

\[ \text{Frequency} = \frac{1}{20 \text{ ms}} = \frac{1}{0.02 \text{ s}} = 50 \text{ Hz} \]

根据每秒频率计算循环计数

计算循环计数的公式： \[ \text{Cycle Count} = \text{Frequency (Hz)} \times \text{Total Time (seconds)} \]

如果 PWM 信号的频率为 50Hz，这意味着它在一秒钟内完成 50 个循环。

这是一个交互式仿真。使用滑块调整占空比和频率，并观察脉冲宽度和 LED 亮度如何变化。方波的上半部分代表信号为高电平（开）时。下半部分代表信号为低电平（关）时。高电平部分的宽度随占空比而变化。

Duty Cycle (%): 50%

Frequency (Hz):

如果你在仿真中把占空比从“低调到高”再从“高调到低”，你应该会注意到 LED 呈现出一种调光效果。