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1、如何利用 51 单片机输出 PWM 波 1、理论知识 2、程序及分析 1、理论知识 PWM 这个功能在飞思卡尔、 STM32等高档的单片机内部有专用的模块，用 此类芯片实现 PWM 功能时只需要通过设置相应的寄存器就可实现周期和占空比 的控制。但是如果要用51 单片机的话，也是可以的，但是比较的麻烦。此时需 要用到内部定时器来实现，可用两个定时器实现，也可以用一个定时器实现。 用两个定时器的方法是用定时器T0 来控制频率，定时器 T1 来控制占空比。 大致的的编程思路是这样的：T0定时器中断让一个I0 口输出高电平，在这个定 时器 T0 的中断当中起动定时器T1，而这个 T1 是让 IO口输出
2、低电平，这样改变 定时器 T0的初值就可以改变频率，改变定时器T1 的初值就可以改变占空比。 下面重点介绍用一个定时器的实现PWM 的方法。因为市面上的智能小车 所采用的电机大多数为TT减速电机，通过复杂的实验此电机最佳的工作频率为 1000HZ （太高容易发生哨叫，太低电机容易发生抖动）,所以下面以周期为1ms （1000HZ ） 进行举例，要产生其它频率的PWM 波，程序中只需作简单修改即可。 用一个定时器时（如定时器T0）,首先你要确定 PWM 的周期 T和占空比 D， 确定了这些以后，你可以用定时器产生一个时间基准t，比如定时器溢出n 次的 时间是 PWM 的高电平的时间，则D*T=n
3、*t，类似的可以求出PWM 低电平时间 需要多少个时间基准n。 因为这里我们是产生周期为1ms(1000HZ) 的 PWM,所以可设置中断的时间基 准为,，然后中断 100 次即为 1ms。在中断子程序内，可设置一个变量如time,在 中断子程序内， 有三条重要的语句 :1、当 time=100 时，time 清零(此语句保证频 率为 1000HZ)，2、当 timen 时(n 应该在 0100 之间变化开 )，让单片相应的 I/O 口输出高电平，当timen 时，让单片相应的I/O 口输出低电平，此时占空比就 为%n。 2、程序 1，使单片机的 I/O 口输出固定频率的PWM 波 下面按上面
4、的思路给出一个具体程序： /*/ /* 程序名：单片机输出固定频率的PWM 波*/ /* 晶振： MHz CPU型号： STC89C52 */ /* 功能： P20口输出周期为 1ms(1000HZ), 占空比为 %80的 PWM 波*/ /*/ #include #define uint unsigned int #define uchar unsigned char sbit PWM1=P20;/接 IN1 控制正转 sbit PWM2=P21;/接 IN2 控制反转 uchar time; void main() TMOD=0 x01;/定时器 0 工作方式 1 TH0=0 xff;/(
5、65536-10)/256;/ 赋初值定时 TL0=0 xf7;/(65536-10)%256;/ EA=1;/开总中断 ET0=1;/开定时器 0中断 TR0=1;/启动定时器 0 while(1) void delay(uint z) uint x,y; for(x=z;x0;x-) for(y=500;y0;y-); void tim0() interrupt 1 TR0=0;/赋初值时，关闭定时器 TH0=0 xff;/(65536-10)/256;/ 赋初值定时 TL0=0 xf7;/(65536-10)%256;/ TR0=1;/打开定时器 time+; if(time=100)
6、time=0;/1khz if(time=20) PWM1=0;/点空比 %80 else PWM1=1; PWM2=0; 程序说明： 1、关于频率的确定：对于晶振，PWM 输出频率为 1KHZ, 此时设定时器中 断一次，时中断次数100 次即为 1KHZ( *100=1ms ，即为 1000HZ)此时， 定时器 计数器赋初值为 TH0=FF,TL0=F7。 2、关于占空比的确定：此时我们将来time 的值从 0100 之间进行改变， 就可以将占空比从 %0%100之间进行变化，上面程序中time=20 时 PWM1=0; else PWM1=1;意思就是 %20的时间输出低电平， %80的时
7、间输出高电平， 即占空 比为%80。如需得到其它占空比，如%60，只需将 time 的值改为 40 即可。（程 序为 if(time=40) PWM1=0;else PWM1=1; ） 当然编写程序时也可以定义一个标志位如flag，根据 flag 的状态决定输出 高平还是低电平， 假设定义 flag=1的时候输出高电平， 用一个变量去记录定时器 中断的次数， 每次中断就让记录中断次数的变量+1，在中断程序里面判断这个变 量的值是否到了n ，如果到了说明高电平的时间够了，那么就改变flag 为 0， 输出低电平，同时记录中断变量的值清零，每次中断的时候依旧+1，根据 flag=0 的情况跳去判断
8、记录变量的值是否到了n 如果到了，说明 PWM 的低电平时间 够了，那么就改 flag=1，输出改高电平，同时记录次数变量清零，重新开始，如 此循环便可得到你想要的PWM 波形，这种方法我们这里不在举例，请自己去试 着书写。 3、程序 2，使用单片机 I/O 口输出 PWM 波，并能通过按键控制正反转 在程序中我们通常需要控制电机的正反转，如通过一个按键控制正反转， 此时我们也可以设置一个标志位如flag。在主程序中当按键每次被按下时，flag 相应取反。 然后在子程序中当flag 为 1 时，进行正转程序， 当 flag 为 0 时执行反 转程序。 下面的程序功能为单片机I/O 口 P20、
9、P21输出 1000HZ ，占空比为 %50， 并能过 P37按键控制正电机的正反转。 /*/ /* 程序名： PWM 直流电机调速*/ /* 晶振： MHz CPU型号： STC89C52 */ /* 功能：直流电机的PWM 波控制，可以通过按键控制正反转*/ /*/ #include #define uint unsigned int #define uchar unsigned char uchar time,count=50,flag=1;/ 低电平的占空比 sbit PWM1=P20;/PWM 通道 1，反转脉冲 sbit PWM2=P21;/PWM 通道 2，正转脉冲 sbit k
10、ey_turn=P37; /电机换向 /*函数声明 */ void delayxms(uint z); void Motor_turn(void); void timer0_init(void); /*主函数 */ void main(void) timer0_init(); while(1) Motor_turn(); /*延时处理 */ void delayxms(uint z)/延时 xms程序 uint x,y; for(y=z;x0;x-) for(y=110;y0;y-); /*电机正反向控制 */ void Motor_turn(void) if(key_turn=0) dela
11、yxms(2);/此处时间不能太长，否者会的中断产生冲突 if(key_turn=0) flag=flag; while(!key_turn); /*定时器 0 初始化 */ void timer0_init(void) TMOD=0 x01; /定时器 0 工作于方式 1 TH0=(65536-10)/256; TL0=(65536-10)%256; TR0=1; ET0=1; EA=1; /*定时 0 中断处理 */ void timer0_int(void) interrupt 1 TR0=0;/设置定时器初值期间，关闭定时器 TH0=(65536-10)/256; TL0=(65536
12、-10)%256; TR0=1; if(flag=1)/ 电机正转 PWM1=0; time+; if(time=100) time=0; else /电机反转 PWM2=0; time+; if(time=100) time=0; 4、程序 4、使单片机输出 PWM，并能控制正反转和实现调速 为了使大家彻底掌握此方面， 下面再给出一个复杂一点的程序，实现的功能 为通过一个按键控制正反转并通过另外两个按键使之可以在0 到 20 级之间调速 的程序。 /*/ /* 程序名： PWM 直流电机调速*/ /* 晶振： MHz CPU型号： STC89C52 */ /* 直流电机的 PWM 波控制，可
13、以通过按键控制正反转并在0 到 20 级之间调速 */ /*/ #include #define uint unsigned int #define uchar unsigned char uchar time,count=50,flag=1;/ 低电平的占空比 sbit PWM1=P20;/PWM 通道 1，反转脉冲 sbit PWM2=P21;/PWM 通道 2，正转脉冲 sbit key_add=P35;/电机加速 sbit key_dec=P36;/电机减速 sbit key_turn=P37;/ 电机换向 /*函数声明 */ void delayxms(uint z); void M
14、otor_turn(); void Motor_add(); void Motor_dec(); void timer0_init(); /*主函数 */ void main() timer0_init(); while(1) Motor_turn(); Motor_add(); Motor_dec(); /*延时处理 */ void delayxms(uint z)/延时 xms程序 uint x,y; for(y=z;x0;x-) for(y=110;y0;y-); /*电机正反向控制 */ void Motor_turn() if(key_turn=0) delayxms(2);/此处时间不能太长，否者会的中断产生冲突 if(k
