51单片机PWM的控制（呼吸灯）

 一、PWM

Pulse Width Modulation脉冲宽度调制，简称PWM。

PWM(脉冲宽度调制)对模拟信号电平进行数字编码的方法，计算机只能输出0或5V的数字电压值而不能输出模拟电压，而我们如果想获得一个模拟电压值，则需通过使用高分辨率计数器，改变方波的占空比来对一个模拟信号的电平进行编码。

仍输出数字信号，因为满幅值的直流供电只有5V(1)和0V(0)两种。电压是以一种连接(1)或断开(0)的重复脉冲序列被夹到模拟负载上去的，连接即是直流供电输出，断开即是直流供电断开。通过对连接和断开时间的控制，只要带宽足够，可以输出任意不大于最大电压值的模拟电压。

输出电压=(接通时间/脉冲时间)*最大电压值

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二、51单片机的Timer

作者用的单片机是STC89C52，其内部有3个16位Timer，分别为T/C0,T/C1,T/C2，通过配置相关寄存器即可实现Timer的功能控制。

控制PWM需要用到定时器来生成不同占空比的波形，采用定时器中断的方式。

相关寄存器：

1.IE寄存器

位 名称 功能 0 EX0 外部中断0的中断允许位 1 ET0 Timer0的溢出中断允许位 2 EX1 外部中断1的中断允许位 3 ET1 Timer1的溢出中断允许位 4 ES 串行口中断允许位 5 ET2 Timer 6 - - 7 EA 中断允许总控制位

2. TCON寄存器

位 名称 功能 0 IT0 外部中断0的触发方式选择位。功能和IE1类似 1 IE0 外部中断0的中断请求标志位。功能和IE1类似 2 IT1 外部中断1的触发方式选择位。当IT1=1时，为下降沿触发方式，也就是从高到低的跳变会触发外部中断1。当IT1=0时，为低电平触发，也就是单片机检测到该引脚电平为低时，会触发外部中断1 3 IE1 外部中断1的中断请求标志位。当IE1=1的时候，表示外部中断1被触发，正在请求单片机处理中断事件。当单片机相应中断，处理中断事件时，该位由单片机自动清零 4 TR0 启动定时器/计数器0启动位，功能和TR1类似 5 TF0 定时器/计数器T0溢出中断请求标志位。功能和TF1类似. 6 TR1 启动定时器/计数器1启动位，TR=1启动计时，TR=0停止计时 7 TF1 定时器/计数器T1溢出中断请求标志位。当T1溢出时，该位自动置1。单片机响应相应中断时，系统自动清零TF1，也可以程序清零

3. TMOD寄存器

控制Timer0/1的工作方式

位 名称 功能 0 M0 工作方式选择位 1 M1 工作方式选择位 2 C/T 计数器模式和定时器模式选择位，C/T=1时，为计数器模式，C/T=0时，为定时器模式。C为counter的缩写，T为timer的缩写，这样方便理解 3 GATE T1（0）的启动源选择位，GATE=1时，用外部中断引脚INT1（INT0）上的高电平来启动T1（T0）；GATE=0时，用TCON里的TR1（TR0）来启动T1（T0）。 4 M0 相似于0位 5 M1 相似于1位 6 C/T 相似于2位 7 GATE 相似于3位

M1 M0 工作方式 0 0 方式0，由TH1（TH0）的8位和TL1（TL0）的低5位组成一个13位定时器。 0 1 方式1，由TH1（TH0）的8位和TL1（TL0）的8位组成一个16位定时器。 1 0 方式2，TL1（TL0）溢出后，TH1（TH0）的数值自动填充到TL1（TL0）。 1 1 方式3，仅适用于T0，T0分成两个8位计数器，T1停止计数。

4. Timer0/1计数寄存器

TL0

TL1

TH0

TH1

当定时开启后，TL0(TL1)自动跟随机器周期加一。当TL0(TL1)满了后，自动清零同时向TH0(TH1)进一位，不需要手动操作.

而当TL0(TL1)和TH0(TH1)都满了以后，此时如果定时中断和总中断都已经打开，那么就会发生溢出中断，同时这两个寄存器清零

三、运用PWM完成呼吸灯

1. 硬件电路

2. 软件驱动

unsigned char PWM_COUNT; //计数

unsigned int HUXI_COUNT;    //占空比更新时间

unsigned char PWM_VLAUE;    //占空比比对值

bit direc_flag;             //占空比更新方向

 

void timer0_init()

{

    TMOD=0x02;          //模式设置，00010000，定时器0，工作于模式2（M1=1，M0=0）

    TH0=0x47;               //定时器溢出值设置，每隔200us发起一次中断。

    TL0=0X47;

    TR0=1;                  //定时器0开始计时

    ET0=1;                  //开定时器0中断

    EA=1;                       //开总中断

    PWM_COUNT =0;

}

void time0() interrupt 1

{   

    PWM_COUNT++;

    HUXI_COUNT++;

    if(PWM_COUNT == PWM_VLAUE)      //判断是否到了点亮LED的时候

        LED = 1;                    //点亮LED

    if(PWM_COUNT == 10)             //当前周期结束

    {

        LED = 0;                    //熄灭LED

        PWM_COUNT = 0;              //重新计时

    }

    if((HUXI_COUNT == 600) && (direc_flag == 0))

    {                               //占空比增加10%

        HUXI_COUNT = 0;

        PWM_VLAUE++;

        if(PWM_VLAUE == 9)          //占空比更改方向

            direc_flag = 1; 

    }

    if((HUXI_COUNT == 600) && (direc_flag == 1))

    {                               //占空比减少10%

        HUXI_COUNT = 0;

        PWM_VLAUE--;

        if(PWM_VLAUE == 1)          //占空比更改方向

            direc_flag = 0; 

    }   

}

void main()

{

    HUXI_COUNT = 0;

    PWM_COUNT = 0;

    PWM_VLAUE = 5;

    direc_flag = 0;

    LED = 1;            //默认LED熄灭   

    timer0_init();      //定时器0初始化

    while(1);

}