单片机中的PWM输出控制

碧海潮生 2020-06-27 ⋅ 25 阅读

什么是PWM

脉宽调制(PWM)是一种常用的信号调制技术,广泛应用于单片机、嵌入式系统等领域。PWM信号的特点是占空比可调,通过控制高电平持续的时间和周期长度,可以模拟出不同的电压值。PWM信号常用于控制电机速度、调节LED亮度、产生音频信号等。

单片机中的PWM

单片机通常具有多个定时器/计数器模块,可以用于生成PWM信号。在单片机中,我们需要设置定时器的工作模式和寄存器的配置,来实现PWM输出控制。

PWM输出步骤

下面是实现PWM输出的基本步骤:

  1. 选择合适的PWM输出引脚:单片机通常具有多个IO引脚可作为PWM输出引脚,要选择合适的引脚并确认其功能。

  2. 配置定时器工作模式:选择合适的定时器工作模式,一般是PWM模式。

  3. 配置定时器寄存器:根据需要,配置定时器的各个寄存器,如周期值、占空比等。

  4. 初始化定时器:将配置好的寄存器值加载到定时器中,并启动定时器。

  5. 对PWM输出进行控制:可以通过修改寄存器的值来调整PWM的占空比,从而控制输出的电压或功率。

示例

以8051单片机为例,假设我们要在P1口实现一个占空比50%、频率为1kHz的PWM输出。

  1. 首先,我们选择P1口作为PWM输出引脚。

  2. 然后,配置定时器工作模式为PWM模式,这需要设置T2CON寄存器。设置定时器2的控制模式位T2M为1,表示使用PWM模式。还需要设置定时器2的工作方式位T2CON.T2CM,如1表示工作在PWM模式1。

  3. 接下来,配置定时器的周期值,计算公式为:周期 = (1 / 频率) / (定时器计数频率)。在8051单片机中,定时器计数频率为晶振频率/12。我们可以通过修改TH2和TL2寄存器来设置周期值。

  4. 然后,计算需要的占空比,根据周期和占空比的关系,我们可以得到PWM高电平的时间和低电平的时间。根据这个时间,我们可以计算出需要重载到TH2和TL2寄存器的值。

  5. 最后,我们初始化定时器,将计算好的周期值和占空比值加载到TH2、TL2寄存器,并启动定时器。

通过上述步骤,我们就可以实现在P1口生成一个占空比50%、频率为1kHz的PWM输出信号。

总结

PWM是一种常用的信号调制技术,在单片机中实现PWM输出控制,涉及到选择合适的引脚、配置定时器工作模式和寄存器值、初始化定时器等步骤。通过调整PWM的周期和占空比,我们可以实现对电机速度、LED亮度、音频信号等的精准控制。掌握了PWM输出控制的原理和步骤,我们可以更好地利用单片机的功能,实现更多有趣的应用。

以上便是对单片机中PWM输出控制的介绍。希望本文能帮助到您!


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