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51单片机产生PWM波

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89C51芯片没有自带PWM发生器,如果要用51来产生PWM波就必须要用软件编程的方法来模拟。方法大概可以分为软件延时和定时器产生两种方法。下面将逐一介绍。

利用软件延时函数,控制电平持续的时间,达到模拟pwm的效果。

        程序如下:

        #include sbit pwm=P1^0;

main() { while(1)

{ pwm=1; delayus(60);//置高电平后延时60us,占空比60%

pwm=0; delayus(40);

} }

void delayus(uint x) { while(x--); }


        proteus软件仿真结果如下:

可见,用这种延时函数的方法就能简单地模拟出pwm输出。但是这种方法的缺点也相当明显。当程序除了要输出pwm波还要执行其他操作比如键盘扫描、显示等操作时,需要占用CPU一定的机器周期,这样就会影响pwm的准确度。现在很少会用到这种方法,接下来要介绍的是比较常用的方法。

        2 定时器产生pwm

        这种方法利用了定时器溢出中断,在中断服务程序改变电平的高低,在程序较复杂、多操作时仍能输出较准确的pwm波形。

        2.1 注意事项

        2.2.1中断服务程序的内容。

        一般来说中断服务程序只完成改变标志位、转换高低电平的功能,如果中断服务程序中有太多的操作会影响pwm波的输出,尤其是除法、取余、浮点数运算会占用大量的机器周期,应在中断外完成运算。2.2.2定时器装入初值的问题。

        装入初值不能太接近于定时器的溢出值。如我们使用定时器方式1,最多能计65536个数,假设我们转入的初值为65534,那么定时器计两个数就会进入中断,这样会使程序紊乱而其他功能无法正常地执行,所以一般要留50-100个数的裕量。

        2.2 定时器工作方式

        在定时器工作方式的选择上,可以选择定时器的工作方式0、1、2都可以,本文采用的是工作方式1,即16位定时器,这样可以获得较宽的调频范围。

        2.3 定时器初值的计算

        设占空比为α,频率为f

        产生高电平时装入定时器高8位的值应为

        产生高电平时装入定时器低8位的值应为

        显然,产生低电平时的公式只要把α换成(1-α)就行了。

        然而在51单片机中,浮点数运算需要消耗cpu很长的时间,为了提高程序效率,通常用100倍的占空比来计算。同时,要注意数据类型,避免超出范围,影响计算结果。

        修改后的公式如下:a为100倍占空比,fr为0.01倍频率TH0 = (65535-a*100/fr)/256; //高位初值TL0 = (65535-a*100/fr)%256;同样,低电平的公式只需把a换成(100-a)即可。



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