脈寬調制（PWM） 是描述一種數字信號的花哨術語。脈寬調制用于各種應用，包括復雜的控制電路。我們在 SparkFun 使用它們的一種常見方法是控制RGB LED的調光或控制舵機的方向。我們可以在這兩種應用中實現一系列結果，因為脈寬調制允許我們以模擬方式改變信號處于高電平的時間。雖然信號在任何時候都只能為高電平（通常為5V）或低電平（接地），但我們可以在一致的時間間隔內改變信號為高電平與低電平時相比的時間比例。

占空比

當信號為高電平時，我們稱之為“準時”。為了描述“準時”的數量，我們使用占空比的概念。占空比以百分比為單位。占空比百分比具體描述了數字信號在間隔或時間段內開啟的時間百分比。該周期是波形頻率的倒數。

如果數字信號有一半時間打開，另一半時間關閉，我們會說數字信號的占空比為 50%，類似于理想的方波。如果百分比高于 50%，則數字信號在高電平狀態下花費的時間比在低電平狀態下花費的時間長，反之亦然，如果占空比小于 50%。下圖說明了這三種情況：

100% 占空比與將電壓設置為 5 伏（高）相同。0% 占空比與信號接地相同。

例子

您可以通過調整占空比來控制 LED 的亮度。

使用RGB（紅綠藍）LED，您可以通過用不同的量調暗它們來控制三種顏色中每種顏色的混合量。

如果這三者都以相等的量打開，結果將是不同亮度的白光。藍色與綠色同樣混合會得到藍綠色。舉個稍微復雜的例子，嘗試將紅色完全打開，綠色完全打開 50% 占空比，藍色完全關閉以獲得橙色。

在控制LED時，方波的頻率確實需要足夠高才能獲得適當的調光效果。1 Hz 時的 20% 占空比波會很明顯地表明它正在打開和關閉您的眼睛，同時，20 Hz 或更高頻率下的 100% 占空比看起來比完全打開時更暗。從本質上講，如果您的目標是使用 LED 獲得調光效果，則周期不能太大。

您還可以使用脈寬調制來控制連接到機械臂等機械裝置的伺服電機的角度。舵機有一個軸，根據其控制線轉向特定位置。我們的伺服電機的范圍約為 180 度。

頻率/周期特定于控制特定伺服器。典型的伺服電機期望每 20 ms 更新一次，脈沖在 1 ms 到 2 ms 之間，換句話說，在 50 Hz 波形上占空比在 5% 到 10% 之間。在 1.5 毫秒的脈沖下，伺服電機將處于自然 90 度位置。在 1 毫秒脈沖下，舵機將處于 0 度位置，在 2 毫秒脈沖下，舵機將處于 180 度位置。您可以通過將舵機更新為介于兩者之間的值來獲得整個運動范圍。

資源并走得更遠

脈寬調制用于各種應用，特別是控制。您已經知道它可用于 LED 的調光和控制伺服電機的角度，現在您可以開始探索其他可能的用途。如果您感到迷茫，請隨時查看SparkFun Inventor 套件，其中包含使用脈寬調制的示例。如果您準備立即開始編碼并擁有 Arduino，請查看此處的 PWM 編碼示例。