脉冲调制

脉冲调制是一种通过调制脉冲信号的频率、幅度、宽度等参数来传输信息的技术。在计算机系统中，我们通常使用脉冲调制来传输数字信号，以实现数据通信和控制。下面将介绍脉冲调制的几种常见方式。

PWM 脉冲宽度调制

PWM (Pulse Width Modulation) 脉冲宽度调制是一种控制模拟信号的方法。它通过不断改变信号脉冲的宽度来控制电压的大小。在计算机系统中，PWM 通常被用于控制电机、LED 灯光等硬件设备。

# Python 代码示例
import RPi.GPIO as GPIO
import time
 
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(12, GPIO.OUT)
 
pwm = GPIO.PWM(12, 1000)
pwm.start(50)
 
try:
    while True:
        for dc in range(0, 101, 5):
            pwm.ChangeDutyCycle(dc)
            time.sleep(0.1)
        for dc in range(100, -1, -5):
            pwm.ChangeDutyCycle(dc)
            time.sleep(0.1)
except KeyboardInterrupt:
    pass
 
pwm.stop()
GPIO.cleanup()

上述 Python 代码实现了一个简单的 PWM 控制电机的应用。其中，我们通过更改占空比的大小来调整电机旋转的速度。

PPM 脉冲位置调制

PPM (Pulse Position Modulation) 脉冲位置调制是一种将信息编码到脉冲位置上的技术。在计算机系统中，PPM 通常被用于远程遥控器、模拟输入等应用场景。

# Python 代码示例
import time
import pigpio
 
pi = pigpio.pi()
 
SERVO = 18
 
pi.set_mode(SERVO, pigpio.OUTPUT)
pi.set_PWM_frequency(SERVO, 50)
pi.set_PWM_range(SERVO, 100)
 
try:
    while True:
        for i in range(50, 250, 10):
            pi.set_servo_pulsewidth(SERVO, i)
            time.sleep(0.5)
        for i in range(250, 50, -10):
            pi.set_servo_pulsewidth(SERVO, i)
            time.sleep(0.5)
except KeyboardInterrupt:
    pass
 
pi.set_servo_pulsewidth(SERVO, 0)
pi.stop()

上述 Python 代码实现了一个简单的 PPM 控制舵机的应用。其中，我们通过更改脉冲位置来调整舵机的位置。

PCM 脉冲编码调制

PCM (Pulse Code Modulation) 脉冲编码调制是一种将连续的模拟信号转换成数字信号的技术。在计算机系统中，PCM 通常被用于音频、视频等数字信号的传输和存储。

# Python 代码示例
import wave

fileName = "audio.wav"
wavef = wave.open(fileName, 'r')

# get number of channels, frame rate
nchannels = wavef.getnchannels()
framerate = wavef.getframerate()
nframes = wavef.getnframes()
print("Channels: ", nchannels)
print("Frame rate: ", framerate)
print("Frames num: ", nframes)

# read data
buf = wavef.readframes(nframes)
wavef.close()

# write to file
with open('audio.pcm', 'wb') as f:
    f.write(buf)

上述 Python 代码中，我们将一个 wav 格式的音频文件转换为 PCM 格式的文件。其中，PCM 格式的文件是由连续的数字信号组成的。

总结

脉冲调制是一种通过调制脉冲信号的频率、幅度、宽度等参数来传输信息的技术。在计算机系统中，我们通常使用脉冲调制来传输数字信号，以实现数据通信和控制。常用的脉冲调制方式有 PWM、PPM、PCM 等。