51单片机产生PWM方法
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。
1 软件延时法
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<reg52.h>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。关于C51的乘除法问题,可以看以下这篇文章:http://blog.163.com/ssou_1985/blog/static/295320362010311102232210/
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。
2.4 例程
本例程采用定时器T0在工作方式1下产生一路PWM,用独立键盘控制频率、占空比的加减,频率可调范围100Hz-10kHz,占空比0-100%(均为理论值,实际值略低)部分代码如下:
注:T0_H , T0_L , T1_H , T1_L 均用于暂时存储初值,进入中断服务程序后直接给寄存器TH0、TL0赋值,避免了在中断中计算。
注:flag为pwm输出标志,flag=1输出高电平,flag=0输出低电平
2.5 软件仿真结果
2.5.1 频率为100Hz
a.占空比约15%
b.占空比95%
2.5.2 频率为10KHz
a.占空比15%
b.占空比90%
End单片机输出PWM脉冲的两种方法
51单片机没有PWM输出功能,可以采用定时器配合软件的方法实现,对精度要求不高的场合是非常实用的。采用高速光隔6N137输出,并将PWM的信号倒相。
本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201609/296668.htm
一、 工作原理
二、PWM输出
1. 固定脉宽PWM输出
用T0定时器完成PWM输出,脉宽固定为65536μs。T0定时器设置成16位定时器,PWM波形如图2所示。
程序清单:(12MHz)
PwmData0 ;T0定时t1的初值(字)
PwmData1 ;T0定时t2的初值(字)
PwmF ;PWM输出标志
;***************************
setb tro ;启动T0
……
T0Int:;T0中断服务程序
JB PwmF ,PwmOutH
;PWM输出未完成返回
Mov TH0,High(PwmData0)
Mov TL0,Low(PwmData0)
Setb tr0
Setb PwmF
Clr p1.0 ;PWM输出脚
reti
PwmOutH:Setb p1.0
Clr tr0
Mov TH0,High(PwmData1)
Mov TL0,Low(PwmData1)
Setb tr0
Clr PwmF
reti
说明:在主程序中计算PwmData0、PwmData1的值。
2. 可变脉宽PWM输出
用T0定时器控制PWM的占空比,T1定时器控制脉宽(最大65536μs。)
T0、T1定时器设置成16位定时器。
程序清单:(12MHz)
PwmData0 ;T0定时t1的初值(字)
PwmData1 ;T1定时T的初值(字)
;***************************
setb tro ;启动T0
setb tr1
……
T0Int:Clr tr0 ;T0中断服务程序
setb p1.0 ;PWM输出脚
reti
T1Int:Clr p1.0 ;T1中断服务程序
Clr tr0
Clr tr1
Mov TH0,High(PwmData0)
Mov TL0,Low(PwmData0)
Mov TH1,High(PwmData1)
Mov TL1,Low(PwmData1)
Setb tr1
Setb tr0
reti
说明:在主程序中计算PwmData0、PwmData1的值。
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