51单片机PWM的控制（呼吸灯）
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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);
}
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