詳解：單片機PMW控制基本原理
[導讀]PWM是PulseWidthModulation的縮寫，它的中文名字是脈沖寬度調(diào)制，一種說法是它利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種有效的技術(shù)，其實就是使用數(shù)字信號達到一個模擬信號的效果。這是個什么概念呢？我們一步步來介紹。首先從它的名字來看，脈沖寬度調(diào)制，就是改變脈...
PWM是Pulse Width Modulation的縮寫，它的中文名字是脈沖寬度調(diào)制，一種說法是它利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種有效的技術(shù)，其實就是使用數(shù)字信號達到一個模擬信號的效果。這是個什么概念呢？我們一步步來介紹。
首先從它的名字來看，脈沖寬度調(diào)制，就是改變脈沖寬度來實現(xiàn)不同的效果。我們先來看三組不同的脈沖信號，如下圖所示：
（PWM 波形）
這是一個周期是 10ms，即頻率是 100Hz 的波形，但是每個周期內(nèi)，高低電平脈沖寬度各不相同，這就是 PWM 的本質(zhì)。在這里大家要記住一個概念，叫做“占空比”。占空比是指高電平的時間占整個周期的比例。比如，第一部分波形的占空比是 40%，第二部分波形占空比是 60%，第三部分波形占空比是 80%，這就是 PWM 的解釋。
那為何它能對模擬電路進行控制呢？大家想一想，我們數(shù)字電路里，只有 0 和 1 兩種狀態(tài)，比如我們第 2 章學會的點亮 LED 小燈那個程序，當我們寫一個 LED = 0;小燈就會長亮，當我們寫一個 LED = 1;小燈就會滅掉。當我們讓小燈亮和滅間隔運行的時候，小燈是閃爍。
如果我們把這個間隔不斷的減小，減小到我們的肉眼分辨不出來，也就是 100Hz 以上的頻率，這個時候小燈表現(xiàn)出來的現(xiàn)象就是既保持亮的狀態(tài)，但亮度又沒有 LED = 0;時的亮度高。
那么，我們不斷改變時間參數(shù)，讓 LED = 0;的時間大于或者小于 LED = 1;的時間，會發(fā)現(xiàn)亮度都不一樣，這就是模擬電路的感覺了，不再是純粹的 0 和 1，還有亮度不斷變化。
大家會發(fā)現(xiàn)，如果我們用 100Hz 的信號，如圖所示，假如高電平熄滅小燈，低電平點亮小燈的話，第一部分波形熄滅 4ms，點亮 6ms，亮度最高，第二部分熄滅 6ms，點亮 4ms，亮度次之，第三部分熄滅 8ms，點亮 2ms，亮度最低。
那么，用程序驗證一下我們的理論，我們用定時器T0 定時改變 P0.0 的輸出來實現(xiàn) PWM，與純定時不同的是，這里我們每周期內(nèi)都要重載兩次定時器初值，即用兩個不同的初值來控制高低電平的不同持續(xù)時間。為了使亮度的變化更加明顯，程序中使用的占空比差距更大。
#includesbit PWMOUT = P0^0;sbit ADDR0 = P1^0;sbit ADDR1 = P1^1;sbit ADDR2 = P1^2;sbit ADDR3 = P1^3;sbit ENLED = P1^4;unsigned char HighRH = 0; //高電平重載值的高字節(jié)unsigned char HighRL = 0; //高電平重載值的低字節(jié)unsigned char LowRH = 0; //低電平重載值的高字節(jié)unsigned char LowRL = 0; //低電平重載值的低字節(jié)void ConfigPWM(unsigned int fr, unsigned char dc);void ClosePWM();void main(){unsigned int i;EA = 1; //開總中斷ENLED = 0; //使能獨立 LEDADDR3 = 1;ADDR2 = 1;ADDR1 = 1;ADDR0 = 0;while (1){ConfigPWM(100, 10); //頻率 100Hz，占空比 10%for (i=0; i40000; i );ClosePWM();ConfigPWM(100, 40); //頻率 100Hz，占空比 40%for (i=0; i40000; i );ClosePWM();ConfigPWM(100, 90); //頻率 100Hz，占空比 90%for (i=0; i40000; i );ClosePWM(); //關(guān)閉 PWM，相當于占空比 100%for (i=0; i40000; i );}}/* 配置并啟動 PWM，fr-頻率，dc-占空比 */void ConfigPWM(unsigned int fr, unsigned char dc){unsigned int high, low;unsigned long tmp;tmp = (11059200/12) / fr; //計算一個周期所需的計數(shù)值high = (tmp*dc) / 100; //計算高電平所需的計數(shù)值low = tmp - high; //計算低電平所需的計數(shù)值high = 65536 - high 12; //計算高電平的重載值并補償中斷延時low = 65536 - low 12;//計算低電平的重載值并補償中斷延時HighRH = (unsigned char)(high>>8); //高電平重載值拆分為高低字節(jié)HighRL = (unsigned char)high;LowRH = (unsigned char)(low>>8); //低電平重載值拆分為高低字節(jié)LowRL = (unsigned char)low;TMOD 
下載文檔
