89C51芯片沒有自帶PWM發生器,如果要用51來產生PWM波就必須要用軟件編程的方法來模擬。方法大概可以分為軟件延時和定時器產生兩種方法。下面將逐一介紹。
利用軟件延時函數,控制電平持續的時間,達到模擬pwm的效果。 程序如下: #include sbit pwm=P1^0;
main() { while(1)
{ pwm=1; delayus(60);//置高電平后延時60us,占空比60%
pwm=0; delayus(40);
} } void delayus(uint x) { while(x--); }
proteus軟件仿真結果如下:
可見,用這種延時函數的方法就能簡單地模擬出pwm輸出。但是這種方法的缺點也相當明顯。當程序除了要輸出pwm波還要執行其他操作比如鍵盤掃描、顯示等操作時,需要占用CPU一定的機器周期,這樣就會影響pwm的準確度,F在很少會用到這種方法,接下來要介紹的是比較常用的方法。
2 定時器產生pwm
這種方法利用了定時器溢出中斷,在中斷服務程序改變電平的高低,在程序較復雜、多操作時仍能輸出較準確的pwm波形。
2.1 注意事項
2.2.1中斷服務程序的內容。
一般來說中斷服務程序只完成改變標志位、轉換高低電平的功能,如果中斷服務程序中有太多的操作會影響pwm波的輸出,尤其是除法、取余、浮點數運算會占用大量的機器周期,應在中斷外完成運算。2.2.2定時器裝入初值的問題。
裝入初值不能太接近于定時器的溢出值。如我們使用定時器方式1,最多能計65536個數,假設我們轉入的初值為65534,那么定時器計兩個數就會進入中斷,這樣會使程序紊亂而其他功能無法正常地執行,所以一般要留50-100個數的裕量。
2.2 定時器工作方式
在定時器工作方式的選擇上,可以選擇定時器的工作方式0、1、2都可以,本文采用的是工作方式1,即16位定時器,這樣可以獲得較寬的調頻范圍。
2.3 定時器初值的計算
設占空比為α,頻率為f
產生高電平時裝入定時器高8位的值應為
產生高電平時裝入定時器低8位的值應為
顯然,產生低電平時的公式只要把α換成(1-α)就行了。
然而在51單片機中,浮點數運算需要消耗cpu很長的時間,為了提高程序效率,通常用100倍的占空比來計算。同時,要注意數據類型,避免超出范圍,影響計算結果。
修改后的公式如下:a為100倍占空比,fr為0.01倍頻率TH0 = (65535-a*100/fr)/256; //高位初值TL0 = (65535-a*100/fr)%256;同樣,低電平的公式只需把a換成(100-a)即可。
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