如何利用51單片機(jī)輸出PWM波

1、如何利用51單片機(jī)輸出PWM波1、理論知識(shí)    PWM這個(gè)功能在飛思卡爾、STM32等高檔的單片機(jī)內(nèi)部有專用的模塊，用此類芯片實(shí)現(xiàn)PWM功能時(shí)只需要通過設(shè)置相應(yīng)的寄存器就可實(shí)現(xiàn)周期和占空比的控制。但是如果要用51單片機(jī)的話，也是可以的，但是比較的麻煩。此時(shí)需要用到內(nèi)部定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)，可用兩個(gè)定時(shí)器實(shí)現(xiàn)，也可以用一個(gè)定時(shí)器實(shí)現(xiàn)。    用兩個(gè)定時(shí)器的方法是用定時(shí)器T0來控制頻率，定時(shí)器T1來控制占空比。大致的的編程思路是這樣的：T0定時(shí)器中斷讓一個(gè)I0口輸出高電平，在這個(gè)定時(shí)器T0的中斷當(dāng)中起動(dòng)定時(shí)器T1，而這個(gè)T1

2、是讓IO口輸出低電平，這樣改變定時(shí)器T0的初值就可以改變頻率，改變定時(shí)器T1的初值就可以改變占空比。    下面重點(diǎn)介紹用一個(gè)定時(shí)器的實(shí)現(xiàn)PWM的方法。因?yàn)槭忻嫔系闹悄苄≤囁捎玫碾姍C(jī)大多數(shù)為TT減速電機(jī)，通過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，此電機(jī)最佳的工作頻率為1000HZ（太高容易發(fā)生哨叫，太低電機(jī)容易發(fā)生抖動(dòng)）,所以下面以周期為1ms（1000HZ）進(jìn)行舉例，要產(chǎn)生其它頻率的PWM波，程序中只需作簡(jiǎn)單修改即可。用一個(gè)定時(shí)器時(shí)（如定時(shí)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(shí)器產(chǎn)生一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)t，比如定時(shí)器溢出n次的時(shí)間是PWM的高電平

3、的時(shí)間，則D*T=n*t，類似的可以求出PWM低電平時(shí)間需要多少個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)n'。因?yàn)檫@里我們是產(chǎn)生周期為1ms(1000HZ)的PWM,所以可設(shè)置中斷的時(shí)間間隔為0.01ms,，然后中斷100次即為1ms。在中斷子程序內(nèi)，可設(shè)置一個(gè)變量如time,在中斷子程序內(nèi)，有三條重要的語句:1、當(dāng)time>=100時(shí)，time清零(此語句保證頻率為1000HZ)，2、當(dāng)time>n時(shí)(n應(yīng)該在0100之間變化開)，讓單片相應(yīng)的I/O口輸出高電平，當(dāng)time<n時(shí)，讓單片相應(yīng)的I/O口輸出低電平，此時(shí)占空比就為%n。 2、程序1，使單片機(jī)的I/O口輸出固定頻率的PWM波

4、下面按上面的思路給出一個(gè)具體程序：/*/* 程序名：?jiǎn)纹瑱C(jī)輸出固定頻率的PWM波*/* 晶振：11.00592 MHz CPU型號(hào)：STC89C52 */* 功能：P20口輸出周期為1ms(1000HZ),占空比為%80的PWM波*/*/#include<reg52.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned char sbit PWM1=P20;/接IN1 控制正轉(zhuǎn)sbit PWM2=P21;/接IN2 控制反轉(zhuǎn)uchar time; void main(

5、)       TMOD=0x01;/定時(shí)器0工作方式1       TH0=0xff;/(65536-10)/256;/賦初值定時(shí)       TL0=0xf7;/(65536-10)%256;/0.01ms       EA=1;/開總中斷      &#

6、160;ET0=1;/開定時(shí)器0中斷       TR0=1;/啟動(dòng)定時(shí)器0       while(1)                             

7、60;                           void delay(uint z)       uint x,y;       for(x=z;x>0;x-) 

8、             for(y=500;y>0;y-); void tim0() interrupt 1       TR0=0;/賦初值時(shí)，關(guān)閉定時(shí)器       TH0=0xff;/(65536-10)/256;/賦初值定時(shí)      

9、0;TL0=0xf7;/(65536-10)%256;/0.01ms       TR0=1;/打開定時(shí)器        time+;       if(time>=100) time=0;/1khz       if(time<=20) PWM1=0;/點(diǎn)空比%80  

10、60;    else PWM1=1;       PWM2=0;程序說明：1、關(guān)于頻率的確定：對(duì)于11.0592M晶振， PWM輸出頻率為1KHZ,此時(shí)設(shè)定時(shí)器0.01ms中斷一次，時(shí)中斷次數(shù)100次即為1KHZ( 0.01ms*100=1ms，即為1000HZ)此時(shí)， 定時(shí)器計(jì)數(shù)器賦初值為TH0=FF,TL0=F7。2、關(guān)于占空比的確定：此時(shí)我們將來time的值從0100之間進(jìn)行改變，就可以將占空比從%0%100之間進(jìn)行變化，上面程序中time<=20時(shí) 

11、PWM1=0; else PWM1=1;意思就是%20的時(shí)間輸出低電平，%80的時(shí)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?yàn)閕f(time<=40) PWM1=0;else PWM1=1;）當(dāng)然編寫程序時(shí)也可以定義一個(gè)標(biāo)志位如flag，根據(jù)flag的狀態(tài)決定輸出高平還是低電平，假設(shè)定義flag=1的時(shí)候輸出高電平，用一個(gè)變量去記錄定時(shí)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(gè)變量的值是否到了 n ，如果到了說明高電平的時(shí)間夠了，那么就改變flag為0，輸出低電平，同時(shí)記錄中斷變量

12、的值清零，每次中斷的時(shí)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(shí)間夠了，那么就改flag=1，輸出改高電平，同時(shí)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(qǐng)自己去試著書寫。 3、程序2，使用單片機(jī)I/O口輸出PWM波，并能通過按鍵控制正反轉(zhuǎn)   在程序中我們通常需要控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，如通過一個(gè)按鍵控制正反轉(zhuǎn)，此時(shí)我們也可以設(shè)置一個(gè)標(biāo)志位如flag。在主程序中當(dāng)按鍵每次被按下時(shí)，flag相應(yīng)取反。然后在子程序中當(dāng)flag為1

13、時(shí)，進(jìn)行正轉(zhuǎn)程序，當(dāng)flag為0時(shí)執(zhí)行反轉(zhuǎn)程序。下面的程序功能為單片機(jī)I/O口P20、P21輸出1000HZ，占空比為%50，并能過P37按鍵控制正電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。/*/* 程序名：PWM直流電機(jī)調(diào)速 */* 晶振：11.00592 MHz CPU型號(hào)：STC89C52 */* 功能：直流電機(jī)的PWM波控制，可以通過按鍵控制正反轉(zhuǎn) */*/#include<reg52.h> #define uint unsigned int#define uchar unsigned char uchar time,count=5

14、0,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(jī)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(); 

15、       while(1)                       Motor_turn();         /*延時(shí)處理*/void delayxms(uint z)/延時(shí)xms程序 &#

16、160;  uint x,y;        for(y=z;x>0;x-)               for(y=110;y>0;y-); /*電機(jī)正反向控制*/void Motor_turn(void)        if(key_turn=

17、0)                        delayxms(2);/此處時(shí)間不能太長，否者會(huì)的中斷產(chǎn)生沖突                if(key_turn=0)  

18、                              flag=flag;                  &#

19、160;             while(!key_turn);         /*定時(shí)器0初始化*/void timer0_init(void)        TMOD=0x01; /定時(shí)器0工作于方式1       &#

20、160;TH0=(65536-10)/256;        TL0=(65536-10)%256;        TR0=1;        ET0=1;        EA=1; /*定時(shí)0中斷處理*/void timer0_int(void) interrupt

21、1               TR0=0;/設(shè)置定時(shí)器初值期間，關(guān)閉定時(shí)器        TH0=(65536-10)/256;        TL0=(65536-10)%256;        TR0=1

22、;               if(flag=1)/電機(jī)正轉(zhuǎn)                        PWM1=0;       &

23、#160;        time+;                if(time<count)                     &#

24、160;          PWM2=1;                            else         

25、60;  PWM2=0;                   if(time>=100)                        

26、0;   time=0;                            else /電機(jī)反轉(zhuǎn)                

27、;       PWM2=0;                time+;            if(time<count)          

28、;                  PWM1=1;                        else      

29、          PWM1=0;                       if(time>=100)             &

30、#160;              time=0;                     4、程序4、使單片機(jī)輸出PWM，并能控制正反轉(zhuǎn)和實(shí)現(xiàn)調(diào)速為了使大家徹底掌握此方面，下面再給出一個(gè)復(fù)雜一點(diǎn)的程序，實(shí)現(xiàn)的功能為通過一個(gè)按鍵控制正反轉(zhuǎn)并通過另外

31、兩個(gè)按鍵使之可以在0到20級(jí)之間調(diào)速的程序。/*/* 程序名：PWM直流電機(jī)調(diào)速 */* 晶振：11.00592 MHz CPU型號(hào)：STC89C52 */* 直流電機(jī)的PWM波控制，可以通過按鍵控制正反轉(zhuǎn)并在0到20級(jí)之間調(diào)速 */*/#include<reg52.h> #define uint unsigned int#define uchar unsigned char uchar time,count=50,flag=1;/低電平的占空比 sbit PWM1=P20;/PWM 通道&#

32、160;1，反轉(zhuǎn)脈沖sbit PWM2=P21;/PWM 通道 2，正轉(zhuǎn)脈沖sbit key_add=P35;/電機(jī)加速sbit key_dec=P36;/電機(jī)減速sbit key_turn=P37;/電機(jī)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();  

33、0; while(1)           Motor_turn();       Motor_add();       Motor_dec();     /*延時(shí)處理*/void delayxms(uint z)/延時(shí)xms程序    uint x

34、,y;    for(y=z;x>0;x-)       for(y=110;y>0;y-); /*電機(jī)正反向控制*/void Motor_turn()    if(key_turn=0)            delayxms(2);/此處時(shí)間不能太長，否者會(huì)的中斷產(chǎn)生沖突  

35、0;     if(key_turn=0)                   flag=flag;                while(!key_turn);   

36、;  void Motor_add()/電機(jī)加速    if(key_add=0)            delayxms(2);/此處時(shí)間不能太長，否者會(huì)的中斷產(chǎn)生沖突        if(key_add=0)          

37、0;        count+=5;           if(count>=100)                         count=0;

38、                           while(!key_add);     void Motor_dec()/電機(jī)加減速    if(key_dec=0)     

39、60;      delayxms(2);/此處時(shí)間不能太長，否者會(huì)的中斷產(chǎn)生沖突        if(key_dec=0)                   count-=5;       

40、60;   if(count>=100)                         count=0;                 &#

41、160;         while(!key_dec);     /*定時(shí)器0初始化*/void timer0_init()    TMOD=0x01; /定時(shí)器0工作于方式1    TH0=(65536-10)/256;    TL0=(65536-10)%256;    TR0=1; 

42、;   ET0=1;    EA=1; /*定時(shí)0中斷處理*/void timer0_int() interrupt 1       TR0=0;/設(shè)置定時(shí)器初值期間，關(guān)閉定時(shí)器    TH0=(65536-10)/256;    TL0=(65536-10)%256;    TR0=1;   &#

43、160;   if(flag=1)/電機(jī)正轉(zhuǎn)           PWM1=0;       time+;        if(time<count)             

44、;      PWM2=1;                else        PWM2=0;           if(time>=100)   &

45、#160;               time=0;                else /電機(jī)反轉(zhuǎn)           PWM2=0;   &

46、#160;    time+;        if(time<count)                   PWM1=1;             &

47、#160;  else           PWM1=0;               if(time>=100)                

48、0;  time=0;             5、利用單片機(jī)輸出PWM簡(jiǎn)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(jī)產(chǎn)生PWM波下面給出一個(gè)程序，通過單片機(jī)兩個(gè)I/O口輸出PWM波，讓小車直行。#include<reg52.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned char sbit 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 控制反轉(zhuǎn)