上回我們用 PWM 控制了一盞 LED 燈的亮度，實現了漸明漸暗的效果。今天就來用 PWM 控制一個直流電機的轉速，實現逐漸加速，減速的效果。為了能清除看到效果，筆者還專門用拙劣的手工做了一個紙風車，粘到電機轉軸上。下面就來動手做實驗。

實驗器材：

1. Arduino Uno R3 芯片 x1
2. Adafruit 電機驅動板（Motor Shield）V1 型 x1
3. 直流電機 x1
4. 電線 x2
5. USB 數據線 x1
6. PC x1

實驗器材一覽如下：

注意事項：

Adafruit 電機驅動板是設計成兼容 Arduino Uno R3 芯片的，可以直接堆疊在 Arduino 上連接。

驅動板上的 jumper（在標注 PWRJMP，意為 power jumper 的位置）是用來決定 Arduino 和驅動板是否獨立供電的。如果蓋上 jumper，則驅動板由 Arduino供電；如果拔掉jumper，則驅動板獨立供電。

驅動板若要獨立供電，電源接標注 EXT_PWR（意為 external power）的 2 個接口。注意不要接反正負極，否則會燒壞驅動板甚至 Arduino！驅動板上LED 燈亮，表示驅動板供電正常。

實驗原理：

PWM 全稱 Pulse Width Modulation，它的原理，簡而言之，是通過產生持續時間長短不一的數字脈沖，來模擬連續變化的電平（“捏造”模擬信號）。注意芯片上的標識， pin 號旁邊有 ~ 符號的表示該 pin 支持 PWM。（更詳盡的原理以后再做整理）

實驗步驟：

1.連接硬件：

首先將 Adafruit 電機驅動板直接堆疊插在 Arduino 板上，注意數字引腳對數字引腳，模擬引腳對模擬引腳，就可以很容易安裝好。效果如圖：

b. Arduino 板用 USB 數據線接 PC。這時候 Arduino 和驅動板都有供電，2 個板子上的 LED 燈常亮；

c. 2 條電線穿進電機的 2 個腳，打個小結固定一下，連接順序現在來說隨意。這里提一下電線的準備，用剪刀剪出合適大小的電線后，用剪刀在電線的 2 端各去掉半個手指頭長度的包皮，讓導線頭裸露；

d. 2 條電線另外一端接驅動板上標注 M3（意為 Motor 3）的 2 個腳。用 3 mm 十字螺絲刀擰松 2 個腳的螺絲，把電線放進去 2 只腳的壓片下，然后擰緊螺絲，效果如圖：

2.下載安裝電機驅動庫

要用代碼控制 Adafruit 電機驅動板，可以使用 Adafruit 提供的庫函數，輕松上手。

然后打開 Arduino IDE，在菜單里，點擊“項目”->“加載庫”->“添加一個新 ZIP 庫”，然后選擇剛剛下載的 ZIP 壓縮包就可以了。

3.編寫程序

#include < AFMotor.h >

// 因為電機裝在驅動板的 M3 位置，所以第一個參數是 3
// 第 2 個參數是 PWM 頻率，如果電機接在 M1-M2 位上，則參數可選
// MOTOR12_64KHZ
// MOTOR12_8KHZ
// MOTOR12_2KHZ 
// MOTOR12_1KHZ
// 如果電機接在 M3-M4 位上，則參數可選
// MOTOR34_64KHZ
// MOTOR34_8KHZ
// MOTOR34_1KHZ
AF_DCMotor motor(3, MOTOR34_64KHZ);

void setup() {
    // 選擇串口 Baud 率
    Serial.begin(9600);
    Serial.println("Motor test!");
}

void loop() {
    Serial.println("tick");
    // 設置電機向前運轉
    motor.run(FORWARD);
    // 不斷加速
    for (int i = 0; i < 255; i++) {
        motor.setSpeed(i);
        // 等待 0.1 s 讓電機充分加速
        delay(100);
    }
    // 讓電機恒速運轉 10 s
    delay(10000);
    // 不斷減速
    for (int i = 255; i > 0; i--) {
        motor.setSpeed(i);
        // 等待 0.1 s 讓電機充分減速
        delay(100);
    }

    Serial.println("tock");
    // 釋放電機，不運轉
    motor.run(RELEASE);
    // 停轉 1 s
    delay(1000);

    Serial.println("tack");
    // 設置電機向后運轉
    motor.run(BACKWARD);
    // 不斷加速
    for (int i = 0; i < 255; i++) {
        motor.setSpeed(i);
        // 等待 0.1 s 讓電機充分加速
        delay(100);
    }
    // 讓電機恒速運轉 10 s
    delay(10000);
    // 不斷減速
    for (int i = 255; i > 0; i--) {
        motor.setSpeed(i);
        // 等待 0.1 s 讓電機充分減速
        delay(100);
    }

    Serial.println("tock");
    // 釋放電機，不運轉
    motor.run(RELEASE);
    // 停轉 1 s
    delay(1000);
}

燒錄到 Arduino 芯片上，可以看到電機按照我們設計的一樣，先正向加速運轉，然后恒速轉動 10 秒，然后減速運轉，停頓 1 秒，然后反向加速運轉，恒速轉動 10 秒，然后減速運轉，停頓 1 秒，周而復始。

最后，為了更加明顯的看到電機的轉動，筆者給小電機安上了一個粗糙的紙風車，效果如下：