最近应实验室需求写一篇51单片机产生PWM的文章供参考.
单片机芯片STC89C52,晶振12MHz,编译环境Keil5.
分析:若使单片机端口为高电平, 则单片机输出电压为恒值5V. 反之低电平输出电压为0V. 但是我们如果在
周期为T的时间内使单片机
高电平出现t1秒,
低电平出现t2秒, 那么在周期内, 高电平出现的时间为
, 低电平时间为
. 由于周期T的时间极短, 那么在连续的时间t内, 相应端口输出电压为
.
实验使用定时器0, 定时器0由两个寄存器进行控制,分别为定时器/计数器工作方式寄存器TMOD, 定时器/计数器控制寄存器TCON.
TMOD是一个八位寄存器,如下:
,
TMOD寄存器高4位控制定时器1低四位控制定时器0:
1. GATE位为门控制位, 选择是否让外部中断控制定时器,此位一般置0, 即不让外部中断控制定时器.
2. C/T位为选择定时器/计数器模式选择, 此实验中使用定时器模拟时间周期T, 所以置0选择定时器模式.
3. M1和M0为定时器工作方式选择位, 控制方式如下:
一般在周期短,要求定时精度高的情况下选择方式2,但此实验选择方式1的16位计数器.
16位计数器的意思是周期T的长度不超过机器周期的
倍,在12MHz晶振的作用下,机器周期为1us,故周期T不超过65536us.
TCON控制寄存器寄存器的高4位用于控制定时/计数器的启动和中断申请, 低4位用于控制外部中断(此处不介绍).
- TF1:定时器1溢出中断请求标志位。定时器1计数溢出时由硬件自动置TF1为1。CPU响应中断后TF1由硬件自动清0。定时器1工作时,CPU可随时查询TF1的状态。所以,TF1可用作查询测试的标志。TF1也可以用软件置1或清0,同硬件置1或清0的效果一样。
- TR1:定时器1运行控制位。TR1置1时,定时器1开始工作;TR1置0时,定时器1停止工作。TR1由软件置1或清0。所以,用软件可控制定时/计数器的启动与停止。
- TF0:定时器0溢出中断请求标志位,其功能与TF1类同。
- TR0:定时器0运行控制位,其功能与TR1类同。
定时器工作方式: (以工作方式1为模板)
方式1为16位计数,由定时器的低8位 和 定时器的高8位组成。定时器的低8位溢出时向定时器的高8位进位+1,定时器的高8位溢出时,置位TCON中的TF0标志,然后定时器高8为与低8位请零, 并向CPU发出中断请求.
TL0->TH0->TF0->产生中断(TL0/TH0/TF0清零)
下面介绍个定时器0实现PWM控制LED亮度的代码:
利用定时器0产生周期为100*100us,
低电平持续时间为100*20us的方波.
方波如下:
因为这里我们是产生周期为10ms(100Hz)的PWM,所以可设置中断的时间基准为100us, 中断100次即为10ms. 并在中断里设置时间变量为n.
1、当n>20时(0< n
低电平的占空比就为%n。
3、当n=100时,表明周期T已满,n清零;
下面程序产生20%占空比的pwm:
#include
#define T 100 //定义时间进度为100个机器周期,即100us
sbit LED=P1^0;
unsigned int pwm_num=20; //PWM中低电平出现的时间t2
void main()
{
TMOD = 0x01; //选择为定时器0 工作方式1
TH0=(65536-T)/256; //定时器高八位
TL0=(65536-T)%256; //定时器低八位
TR0=1; //开启定时器
ET0=1; //开启定时器1的中断使能
EA=1; //开启总中断
while (1); //等待中断发生
}
void Timer1() interrupt 1 //中断1(定时器0专用中断通道)
{
static unsigned char n; //静态变量n 可以看成每100us加一次的时间t
TH0=(65536-T)/256; //重装定时器的值
TL0=(65536-T)%256;
n++; //表明周期T已到100*100us
if (n==100)
n=0;
LED = (n<=pwm_num) ? 0 : 1; //判断时间是否超过t2
}
最终实验现象为:LED灯亮度变低.
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