Arduino Uno如何简单绘制引脚输出与读取的PWM信号波形？

嘿，我来帮你搞定这个示波器式绘制PWM波形的需求～ 先给你捋清楚现有代码的小问题，再给你两个简单易上手的实现方案：

先修正你代码里的几个小错误 #

你的代码里有两处容易踩坑的地方：

1. pulseIn(0, pwm) 用法不对：pulseIn的第二个参数只能是HIGH或LOW，用来指定你要测量的是高电平还是低电平的持续时间，不是PWM的数值，应该改成pulseIn(0, HIGH)。
2. analogRead(0) 其实读的是模拟引脚A0，不是数字引脚0；如果你想读数字引脚0的电平状态，得用digitalRead(0)；要是想把PWM转换成平滑的模拟电压读取，需要给引脚9加个RC低通滤波器（1k电阻+10u电容），再接到A0引脚。

方案一：用Arduino自带的Serial Plotter（最简便，零额外工具） #

这是最快实现的方法，Arduino IDE自带的串口绘图器就能直接生成波形，步骤如下：

1. 修正后的参考代码（两种读取方式可选）：

int pwm = 254; 
unsigned long highPulseTime; // 存储PWM高电平持续时间
int analogVoltage; // 存储滤波后的模拟电压值

void setup() {
  pinMode(9, OUTPUT);
  Serial.begin(115200);
  // 数字引脚0是RX串口接收脚，建议换成引脚2避免串口冲突，这里先保留原引脚
  pinMode(0, INPUT);
}

void loop() {
  analogWrite(9, pwm);
  
  // 方式1：读取PWM高电平持续时间（直接连接引脚9和0）
  highPulseTime = pulseIn(0, HIGH);
  // 方式2：读取滤波后的模拟电压（引脚9加RC滤波后接A0）
  // analogVoltage = analogRead(A0);
  
  // 发送数据到串口，逗号分隔可同时显示多条曲线
  Serial.print(highPulseTime);
  // 如果用方式2，加上下面这行
  // Serial.print(",");
  // Serial.println(analogVoltage);
  Serial.println();
  
  delay(10); // 控制波形刷新速度，可根据需求调整
}

2. 电路连接：
   • 测脉冲时间：直接把引脚9和数字引脚0用杜邦线连起来；
   • 测模拟电压：在引脚9和A0之间接RC低通滤波器（电阻一端接引脚9，另一端接A0和电容，电容另一端接地）。
3. 打开绘图器：在Arduino IDE里点击工具 > Serial Plotter（快捷键Ctrl+Shift+L），就能看到实时滚动的波形了，多条数据会用不同颜色显示。

方案二：用Processing做自定义示波器（灵活性更高） #

如果你想要更个性化的波形显示（比如调整界面、添加刻度），可以用Arduino官方配套的Processing工具，步骤如下：

1. Arduino端代码（只需要发送单个数值即可）：

int pwm = 254; 

void setup() {
  pinMode(9, OUTPUT);
  pinMode(2, INPUT); // 换成引脚2避免串口冲突
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  analogWrite(9, pwm);
  unsigned long pulseTime = pulseIn(2, HIGH);
  Serial.println(pulseTime);
  delay(10);
}

2. Processing端代码（用来绘制滚动波形）：

import processing.serial.*;

Serial arduinoPort;
int[] waveformData = new int[600]; // 存储600个数据点，控制波形长度
int dataIndex = 0;

void setup() {
  size(800, 400);
  // 替换成你的Arduino串口端口，比如Windows的"COM3"或Mac的"/dev/ttyACM0"
  arduinoPort = new Serial(this, "/dev/ttyACM0", 115200);
  arduinoPort.bufferUntil('\n');
}

void draw() {
  background(255);
  stroke(0, 100, 200);
  strokeWeight(2);
  // 绘制连续波形
  for (int i = 1; i < waveformData.length; i++) {
    line(i-1, height - waveformData[i-1], i, height - waveformData[i]);
  }
}

void serialEvent(Serial arduinoPort) {
  String input = arduinoPort.readStringUntil('\n');
  if (input != null) {
    input = trim(input);
    int data = int(input);
    waveformData[dataIndex] = data;
    dataIndex = (dataIndex + 1) % waveformData.length; // 循环覆盖旧数据
  }
}

额外注意点 #

• 数字引脚0是Arduino的串口RX脚，如果你用它读取信号，同时开启串口通信可能会干扰数据，建议换成其他数字引脚（比如2、3）。
• Arduino Uno引脚9的PWM频率约为490Hz，pulseIn可以准确测量它的高电平时间，比如pwm=254时，占空比接近100%，高电平时间大概2ms左右。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Artur Müller Romanov