如何利用51單片機輸出PWM波講述

1、如何利用51單片機輸出PWM波1、理論知識2、程序及分析1、理論知識PWM這個功能在飛思卡爾、STM32等高檔的單片機內(nèi)部有專用的模塊，用此類芯片實現(xiàn)PWM功能時只需要通過設置相應的寄存器就可實現(xiàn)周期和占空比的控制。但是如果要用51單片機的話，也是可以的，但是比較的麻煩。此時需要用到內(nèi)部定時器來實現(xiàn)，可用兩個定時器實現(xiàn)，也可以用一個定時器實現(xiàn)。用兩個定時器的方法是用定時器T0來控制頻率，定時器T1來控制占空比。大致的的編程思路是這樣的：T0定時器中斷讓一個I0口輸出高電平，在這個定時器T0的中斷當中起動定時器T1，而這個T1是讓IO口輸出低電平，這樣改變定時器T0的初值就可以改變頻率，改變定時

2、器T1的初值就可以改變占空比。下面重點介紹用一個定時器的實現(xiàn)PWM的方法。因為市面上的智能小車所采用的電機大多數(shù)為TT減速電機，通過復雜的實驗此電機最佳的工作頻率為1000HZ（太高容易發(fā)生哨叫，太低電機容易發(fā)生抖動）,所以下面以周期為1ms（1000HZ）進行舉例，要產(chǎn)生其它頻率的PWM波，程序中只需作簡單修改即可。用一個定時器時（如定時器T0）,首先你要確定PWM的周期T和占空比D，確定了這些以后，你可以用定時器產(chǎn)生一個時間基準t，比如定時器溢出n次的時間是PWM的高電平的時間，則D*T=n*t，類似的可以求出PWM低電平時間需要多少個時間基準n。因為這里我們是產(chǎn)生周期為1ms(1000H

3、Z)的PWM,所以可設置中斷的時間基準為0.01ms,，然后中斷100次即為1ms。在中斷子程序內(nèi)，可設置一個變量如time,在中斷子程序內(nèi)，有三條重要的語句:1、當time=100時，time清零(此語句保證頻率為1000HZ)，2、當timen時(n應該在0100之間變化開)，讓單片相應的I/O口輸出高電平，當timen時，讓單片相應的I/O口輸出低電平，此時占空比就為%n。2、程序1，使單片機的I/O口輸出固定頻率的PWM波下面按上面的思路給出一個具體程序：/*/* 程序名：單片機輸出固定頻率的PWM波*/* 晶振：11.00592 MHz CPU型號：STC89C52 */* 功能：P

4、20口輸出周期為1ms(1000HZ),占空比為%80的PWM波*/ /*/ #include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit PWM1=P20;/接IN1 控制正轉(zhuǎn)sbit PWM2=P21;/接IN2 控制反轉(zhuǎn)uchar time;void main()TMOD=0x01;/定時器0工作方式1TH0=0xff;/(65536-10)/256;/賦初值定時TL0=0xf7;/(65536-10)%256;/0.01msEA=1;/開總中斷ET0=1;/開定時器0中斷TR0=1;/啟動定時器0 while(1)vo

5、id delay(uint z)uint x,y;for(x=z;x0;x-)for(y=500;y0;y-);void tim0() interrupt 1TR0=0;/賦初值時，關(guān)閉定時器TH0=0xff;/(65536-10)/256;/賦初值定時TL0=0xf7;/(65536-10)%256;/0.01msTR0=1;/打開定時器time+;if(time=100) time=0;/1khzif(time=20) PWM1=0;/點空比%80else PWM1=1;PWM2=0;程序說明：1、關(guān)于頻率的確定：對于11.0592M晶振， PWM輸出頻率為1KHZ,此時設定時器0.01m

6、s中斷一次，時中斷次數(shù)100次即為1KHZ( 0.01ms*100=1ms，即為1000HZ)此時， 定時器計數(shù)器賦初值為TH0=FF,TL0=F7。2、關(guān)于占空比的確定：此時我們將來time的值從0100之間進行改變，就可以將占空比從%0%100之間進行變化，上面程序中time=20時 PWM1=0; else PWM1=1;意思就是%20的時間輸出低電平，%80的時間輸出高電平，即占空比為%80。如需得到其它占空比，如%60，只需將time的值改為40即可。（程序為if(time=40) PWM1=0;else PWM1=1;） 當然編寫程序時也可以定義一個標志位如flag，根據(jù)flag的

7、狀態(tài)決定輸出高平還是低電平，假設定義flag=1的時候輸出高電平，用一個變量去記錄定時器中斷的次數(shù)，每次中斷就讓記錄中斷次數(shù)的變量+1，在中斷程序里面判斷這個變量的值是否到了 n ，如果到了說明高電平的時間夠了，那么就改變flag為0，輸出低電平，同時記錄中斷變量的值清零，每次中斷的時候依舊+1，根據(jù)flag=0的情況跳去判斷記錄變量的值是否到了 n 如果到了，說明PWM的低電平時間夠了，那么就改flag=1，輸出改高電平，同時記錄次數(shù)變量清零，重新開始，如此循環(huán)便可得到你想要的PWM波形，這種方法我們這里不在舉例，請自己去試著書寫。3、程序2，使用單片機I/O口輸出PWM波，并能通過按鍵控制

8、正反轉(zhuǎn)在程序中我們通常需要控制電機的正反轉(zhuǎn)，如通過一個按鍵控制正反轉(zhuǎn)，此時我們也可以設置一個標志位如flag。在主程序中當按鍵每次被按下時，flag相應取反。然后在子程序中當flag為1時，進行正轉(zhuǎn)程序，當flag為0時執(zhí)行反轉(zhuǎn)程序。下面的程序功能為單片機I/O口P20、P21輸出1000HZ，占空比為%50，并能過P37按鍵控制正電機的正反轉(zhuǎn)。/*/* 程序名：PWM直流電機調(diào)速 */* 晶振：11.00592 MHz CPU型號：STC89C52 */* 功能：直流電機的PWM波控制，可以通過按鍵控制正反轉(zhuǎn) */ /*/ #include#define uint unsigned int

9、#define uchar unsigned charuchar time,count=50,flag=1;/低電平的占空比sbit PWM1=P20;/PWM 通道 1，反轉(zhuǎn)脈沖sbit PWM2=P21;/PWM 通道 2，正轉(zhuǎn)脈沖sbit key_turn=P37; /電機換向/*函數(shù)聲明*/void delayxms(uint z);void Motor_turn(void);void timer0_init(void);/*主函數(shù)*/void main(void)timer0_init();while(1)Motor_turn();/*延時處理*/void delayxms(uint

10、 z)/延時xms程序 uint x,y;for(y=z;x0;x-)for(y=110;y0;y-);/*電機正反向控制*/void Motor_turn(void)if(key_turn=0) delayxms(2);/此處時間不能太長，否者會的中斷產(chǎn)生沖突 if(key_turn=0) flag=flag; while(!key_turn);/*定時器0初始化*/void timer0_init(void)TMOD=0x01; /定時器0工作于方式1TH0=(65536-10)/256;TL0=(65536-10)%256;TR0=1;ET0=1;EA=1;/*定時0中斷處理*/void

11、 timer0_int(void) interrupt 1 TR0=0;/設置定時器初值期間，關(guān)閉定時器TH0=(65536-10)/256;TL0=(65536-10)%256;TR0=1;if(flag=1)/電機正轉(zhuǎn) PWM1=0; time+; if(time=100) time=0; else /電機反轉(zhuǎn)PWM2=0; time+; if(time=100) time=0; 4、程序4、使單片機輸出PWM，并能控制正反轉(zhuǎn)和實現(xiàn)調(diào)速為了使大家徹底掌握此方面，下面再給出一個復雜一點的程序，實現(xiàn)的功能為通過一個按鍵控制正反轉(zhuǎn)并通過另外兩個按鍵使之可以在0到20級之間調(diào)速的程序。/*/* 程

12、序名：PWM直流電機調(diào)速 */* 晶振：11.00592 MHz CPU型號：STC89C52 */* 直流電機的PWM波控制，可以通過按鍵控制正反轉(zhuǎn)并在0到20級之間調(diào)速 */ /*/ #include#define uint unsigned int #define uchar unsigned charuchar time,count=50,flag=1;/低電平的占空比sbit PWM1=P20;/PWM 通道 1，反轉(zhuǎn)脈沖sbit PWM2=P21;/PWM 通道 2，正轉(zhuǎn)脈沖sbit key_add=P35;/電機加速sbit key_dec=P36;/電機減速sbit key_t

13、urn=P37;/電機換向/*函數(shù)聲明*/void delayxms(uint z);void Motor_turn();void Motor_add();void Motor_dec();void timer0_init();/*主函數(shù)*/void main()timer0_init();while(1)Motor_turn();Motor_add();Motor_dec();/*延時處理*/void delayxms(uint z)/延時xms程序 uint x,y;for(y=z;x0;x-)for(y=110;y0;y-);/*電機正反向控制*/void Motor_turn()if(

14、key_turn=0) delayxms(2);/此處時間不能太長，否者會的中斷產(chǎn)生沖突 if(key_turn=0) flag=flag; while(!key_turn);void Motor_add()/電機加速if(key_add=0) delayxms(2);/此處時間不能太長，否者會的中斷產(chǎn)生沖突 if(key_add=0) count+=5;if(count=100)count=0; while(!key_add);void Motor_dec()/電機加減速if(key_dec=0) delayxms(2);/此處時間不能太長，否者會的中斷產(chǎn)生沖突 if(key_dec=0)

15、count-=5;if(count=100)count=0; while(!key_dec);/*定時器0初始化*/void timer0_init()TMOD=0x01; /定時器0工作于方式1TH0=(65536-10)/256;TL0=(65536-10)%256;TR0=1;ET0=1;EA=1;/*定時0中斷處理*/void timer0_int() interrupt 1 TR0=0;/設置定時器初值期間，關(guān)閉定時器TH0=(65536-10)/256;TL0=(65536-10)%256;TR0=1;if(flag=1)/電機正轉(zhuǎn) PWM1=0; time+; if(time=1

16、00) time=0; else /電機反轉(zhuǎn)PWM2=0; time+; if(time=100) time=0; 5、利用單片機輸出PWM簡單控制小車直行相信通過上面的講解，大家已經(jīng)能夠很好的撐握如何利用51單片機產(chǎn)生PWM波下面給出一個程序，通過單片機兩個I/O口輸出PWM波，讓小車直行。#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit PWM1=P20;/接IN1 控制正轉(zhuǎn)sbit PWM2=P21;/接IN2 控制反轉(zhuǎn)sbit PWM3=P22;/接IN3 控制正轉(zhuǎn)sbit PWM4=P23;/接IN4 控

17、制反轉(zhuǎn)sbit PWM5=P24;/接IN3 控制正轉(zhuǎn)sbit PWM6=P25;/接IN4 控制反轉(zhuǎn)sbit PWM7=P26;/接IN3 控制正轉(zhuǎn)sbit PWM8=P27;/接IN4 控制反轉(zhuǎn)uchar time;void main()TMOD=0x01;/定時器0工作方式1TH0=0xff;/(65536-10)/256;/賦初值定時TL0=0xf7;/(65536-10)%256;/0.01msEA=1;/開總中斷ET0=1;/開定時器0中斷TR0=1;/啟動定時器0 while(1)void delay(uint z)uint x,y;for(x=z;x0;x-)for(y=500;y0;y-);void tim0() interrupt 1TR0=0