Использование широтно-импульсной модуляции на одноплатном компьютере Raspberry Pi 3

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования «Полоцкий государственный университет»

Факультет информационных технологий

Кафедра вычислительных систем и сетей

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

по дисциплине: «Архитектура мобильных платформ»

на тему: «Использование широтно-импульсной модуляции на

одноплатном компьютере Raspberry Pi 3»

ВЫПОЛНИЛ                                                              студент группы 19-ВС

                                                                              Юшкевич Д.И.

ПРОВЕРИЛ                                                              Лукьянов А.О.

.

Полоцк, 2022 г.

Цель работы: изучить принципы формирования ШИМ-сигнала. Освоить использование интерфейс ввода/вывода общего назначения на Raspberry Pi 3 в режиме ШИМ.

Теоретическая часть:

ШИМ или PWM (широтно-импульсная модуляция, по-английски pulse-width modulation) – это способ управления подачей мощности к нагрузке. Управление заключается в изменении длительности импульса при постоянной частоте следования импульсов. Широтно-импульсная модуляция бывает аналоговой, цифровой, двоичной и троичной. Raspberry Pi – одноплатный компьютер, созданный работниками Кембриджского университета в 2006 году, и запущенный в промышленное производство в 2012 году.

 Широтно-импульсная модуляция позволяет регулировать яркость подсветки жидкокристаллических дисплеев сотовых телефонов, смартфонов, ноутбуков. ШИМ реализована в сварочных аппаратах, в автомобильных инверторах, в зарядных устройствах и т. д. Любое зарядное устройство сегодня использует при своей работе ШИМ. Самый простой способ получить ШИМ на выходе GPIO – это программный генератор импульсов. Данный метод хорош из-за отсутствия необходимости установки каких-либо драйверов и разного ПО в ОС. Достаточно просто воспользоваться циклом, который будет каждые N миллисекунд выдавать на нужный GPIO импульс требуемой ширины.

Соответствие порта GPIO и режима дополнительных функций следующее:

• GPIO 12 (PWM channel 0) – режим Alt5;
• GPIO 32 (PWM channel 0) – режим Alt0;
• GPIO 33 (PWM channel 1) – режим Alt0;
• GPIO 35 (PWM channel 1) – режим Alt5.

Задание:

Модифицировать пример аппаратной реализации ШИМ так, чтобы в качестве параметров командной строки программа принимала два аргумента: команда (установка уровня или скважности ШИМ) и значение (вкл./выкл. или значение скважности). Без указания параметров программа должна выполнить действие, согласно индивидуальному варианту. Реализовать изменение яркости светодиода путём использования программной реализации ШИМ на противоположном выводе GPIO (40 – указанный в таблице номер вывода).