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PWM這個(gè)功能在飛思卡爾、STM32等高檔的單片機(jī)內(nèi)部有專用的模塊，用此類芯片實(shí)現(xiàn)PWM功能時(shí)只需要通過設(shè)置相應(yīng)的寄存器就可實(shí)現(xiàn)周期和占空比的控制。但是如果要用51單片機(jī)的話，也是可以的，但是比較的麻煩。此時(shí)需要用到內(nèi)部定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)，可用兩個(gè)定時(shí)器實(shí)現(xiàn)，也可以用一個(gè)定時(shí)器實(shí)現(xiàn)。
用兩個(gè)定時(shí)器的方法是用定時(shí)器T0來控制頻率，定時(shí)器T1來控制占空比。大致的的編程思路是這樣的：T0定時(shí)器中斷讓一個(gè)I0口輸出高電平，在這個(gè)定時(shí)器T0的中斷當(dāng)中起動(dòng)定時(shí)器T1，而這個(gè)T1是讓IO口輸出低電平，這樣改變定時(shí)器T0的初值就可以改變頻率，改變定時(shí)器T1的初值就可以改變占空比。
下面重點(diǎn)介紹用一個(gè)定時(shí)器的實(shí)現(xiàn)PWM的方法。因?yàn)槭忻嫔系?a target="_blank">智能小車所采用的電機(jī)大多數(shù)為TT減速電機(jī)，通過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，此電機(jī)最佳的工作頻率為1000HZ（太高容易發(fā)生哨叫，太低電機(jī)容易發(fā)生抖動(dòng)），所以下面以周期為1ms（1000HZ）進(jìn)行舉例，要產(chǎn)生其它頻率的PWM波，程序中只需作簡單修改即可。
用一個(gè)定時(shí)器時(shí)（如定時(shí)器T0），首先你要確定PWM的周期T和占空比D，確定了這些以后，你可以用定時(shí)器產(chǎn)生一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)t，比如定時(shí)器溢出n次的時(shí)間是PWM的高電平的時(shí)間，則D*T=n*t，類似的可以求出PWM低電平時(shí)間需要多少個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)n。
因?yàn)檫@里我們是產(chǎn)生周期為1ms（1000HZ）的PWM，所以可設(shè)置中斷的時(shí)間間隔為0.01ms，，然后中斷100次即為1ms。在中斷子程序內(nèi)，可設(shè)置一個(gè)變量如time，在中斷子程序內(nèi)，有三條重要的語句：1、當(dāng)time>=100時(shí)，time清零（此語句保證頻率為1000HZ），2、當(dāng)time>n時(shí)（n應(yīng)該在0－100之間變化開），讓單片相應(yīng)的I/O口輸出高電平，當(dāng) time
2、程序1，使單片機(jī)的I/O口輸出固定頻率的PWM波
下面按上面的思路給出一個(gè)具體程序：
/*******************************************************************/
/*程序名：單片機(jī)輸出固定頻率的PWM波*/
/*晶振：11.00592 MHz CPU型號：STC89C52 */
/*功能：P2^0口輸出周期為1ms（1000HZ），占空比為%80的PWM波*/
/*****************************************************************/
#include
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
sbit PWM1=P2^0;//接IN1控制正轉(zhuǎn)
sbit PWM2=P2^1;//接IN2控制反轉(zhuǎn)
uchar time;
void main（）
{
TMOD=0x01;//定時(shí)器0工作方式1
TH0=0xff;//（65536-10）/256;//賦初值定時(shí)
TL0=0xf7;//（65536-10）%256;//0.01ms
EA=1;//開總中斷
ET0=1;//開定時(shí)器0中斷
TR0=1;//啟動(dòng)定時(shí)器0
while（1）
{
}
}
void delay（uint z）
{
uint x，y;
for（x=z;x》0;x--）
for（y=500;y》0;y--）;
}
void tim0（） interrupt 1
{
TR0=0;//賦初值時(shí)，關(guān)閉定時(shí)器
TH0=0xff;//（65536-10）/256;//賦初值定時(shí)
TL0=0xf7;//（65536-10）%256;//0.01ms
TR0=1;//打開定時(shí)器
time++;
if（time》=100） time=0;//1khz
if（time《=20） PWM1=0;//點(diǎn)空比%80
else PWM1=1;
PWM2=0;
}
程序說明：
1、關(guān)于頻率的確定：對于11.0592M晶振，PWM輸出頻率為1KHZ，此時(shí)設(shè)定時(shí)器0.01ms中斷一次，時(shí)中斷次數(shù)100次即為1KHZ（ 0.01ms*100=1ms，即為1000HZ）此時(shí)， 定時(shí)器計(jì)數(shù)器賦初值為TH0=FF，TL0=F7。
2、關(guān)于占空比的確定：此時(shí)我們將來time的值從0－100之間進(jìn)行改變，就可以將占空比從%0－%100之間進(jìn)行變化，上面程序中time《=20時(shí)PWM1=0; else PWM1=1;意思就是%20的時(shí)間輸出低電平，%80的時(shí)間輸出高電平，即占空比為%80。如需得到其它占空比，如%60，只需將time的值改為40即可。（程序?yàn)閕f（time《=40） PWM1=0;else PWM1=1;）
當(dāng)然編寫程序時(shí)也可以定義一個(gè)標(biāo)志位如flag，根據(jù)flag的狀態(tài)決定輸出高平還是低電平，假設(shè)定義flag=1的時(shí)候輸出高電平，用一個(gè)變量去記錄定時(shí)器中斷的次數(shù)，每次中斷就讓記錄中斷次數(shù)的變量+1，在中斷程序里面判斷這個(gè)變量的值是否到了n，如果到了說明高電平的時(shí)間夠了，那么就改變flag為0，輸出低電平，同時(shí)記錄中斷變量的值清零，每次中斷的時(shí)候依舊+1，根據(jù)flag=0的情況跳去判斷記錄變量的值是否到了n如果到了，說明PWM的低電平時(shí)間夠了，那么就改flag=1，輸出改高電平，同時(shí)記錄次數(shù)變量清零，重新開始，如此循環(huán)便可得到你想要的PWM波形，這種方法我們這里不在舉例，請自己去試著書寫。
3、程序2，使用單片機(jī)I/O口輸出PWM波，并能通過按鍵控制正反轉(zhuǎn)
在程序中我們通常需要控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，如通過一個(gè)按鍵控制正反轉(zhuǎn)，此時(shí)我們也可以設(shè)置一個(gè)標(biāo)志位如flag。在主程序中當(dāng)按鍵每次被按下時(shí)，flag相應(yīng)取反。然后在子程序中當(dāng)flag為1時(shí)，進(jìn)行正轉(zhuǎn)程序，當(dāng)flag為0時(shí)執(zhí)行反轉(zhuǎn)程序。下面的程序功能為單片機(jī)I/O口P2^0、P2^1輸出1000HZ，占空比為%50，并能過P3^7按鍵控制正電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。
/*******************************************************************/
/*程序名：PWM直流電機(jī)調(diào)速*/
/*晶振：11.00592 MHz CPU型號：STC89C52 */
/*功能：直流電機(jī)的PWM波控制，可以通過按鍵控制正反轉(zhuǎn)*/
/*****************************************************************/
#include
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
uchar time，count=50，flag=1;//低電平的占空比
sbit PWM1=P2^0;//PWM通道1，反轉(zhuǎn)脈沖
sbit PWM2=P2^1;//PWM通道2，正轉(zhuǎn)脈沖
sbit key_turn=P3^7; //電機(jī)換向
/************函數(shù)聲明**************/
void delayxms（uint z）;
void Motor_turn（void）;
void timer0_init（void）;
/*********主函數(shù)********************/
void main（void）
{
timer0_init（）;
while（1）
{
Motor_turn（）;
}
}
/****************延時(shí)處理**********************/
void delayxms（uint z）//延時(shí)xms程序
{
uint x，y;
for（y=z;x》0;x--）
for（y=110;y》0;y--）;
}
/************電機(jī)正反向控制**************/
void Motor_turn（void）
{
if（key_turn==0）
{
delayxms（2）;//此處時(shí)間不能太長，否者會(huì)的中斷產(chǎn)生沖突
if（key_turn==0）
{
flag=~flag;
}
while（！key_turn）;
}
}
/***********定時(shí)器0初始化***********/
void timer0_init（void）
{
TMOD=0x01; //定時(shí)器0工作于方式1
TH0=（65536-10）/256;
TL0=（65536-10）%256;
TR0=1;
ET0=1;
EA=1;
}
/**************定時(shí)0中斷處理******************/
void timer0_int（void） interrupt 1
{
TR0=0;//設(shè)置定時(shí)器初值期間，關(guān)閉定時(shí)器
TH0=（65536-10）/256;
TL0=（65536-10）%256;
TR0=1;
if（flag==1）//電機(jī)正轉(zhuǎn)
{
PWM1=0;
time++;
if（time{
PWM2=1;
}
else
PWM2=0;
if（time》=100）
{
time=0;
}
}
else //電機(jī)反轉(zhuǎn)
{
PWM2=0;
time++;
if（time{
PWM1=1;
}
else
PWM1=0;
if（time》=100）
{
time=0;
}
}
}
4、程序4、使單片機(jī)輸出PWM，并能控制正反轉(zhuǎn)和實(shí)現(xiàn)調(diào)速
為了使大家徹底掌握此方面，下面再給出一個(gè)復(fù)雜一點(diǎn)的程序，實(shí)現(xiàn)的功能為通過一個(gè)按鍵控制正反轉(zhuǎn)并通過另外兩個(gè)按鍵使之可以在0到20級之間調(diào)速的程序。
/*******************************************************************/
/*程序名：PWM直流電機(jī)調(diào)速*/
/*晶振：11.00592 MHz CPU型號：STC89C52 */
/*直流電機(jī)的PWM波控制，可以通過按鍵控制正反轉(zhuǎn)并在0到20級之間調(diào)速*/
/*****************************************************************/
#include
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
uchar time，count=50，flag=1;//低電平的占空比
sbit PWM1=P2^0;//PWM通道1，反轉(zhuǎn)脈沖
sbit PWM2=P2^1;//PWM通道2，正轉(zhuǎn)脈沖
sbit key_add=P3^5;//電機(jī)加速
sbit key_dec=P3^6;//電機(jī)減速
sbit key_turn=P3^7;//電機(jī)換向
/************函數(shù)聲明**************/
void delayxms（uint z）;
void Motor_turn（）;
void Motor_add（）;
void Motor_dec（）;
void timer0_init（）;
/*********主函數(shù)********************/
void main（）
{
timer0_init（）;
while（1）
{
Motor_turn（）;
Motor_add（）;
Motor_dec（）;
}
}
/****************延時(shí)處理**********************/
void delayxms（uint z）//延時(shí)xms程序
{
uint x，y;
for（y=z;x》0;x--）
for（y=110;y》0;y--）;
}
/************電機(jī)正反向控制**************/
void Motor_turn（）
{
if（key_turn==0）
{
delayxms（2）;//此處時(shí)間不能太長，否者會(huì)的中斷產(chǎn)生沖突
if（key_turn==0）
{
flag=~flag;
}
while（！key_turn）;
}
}
void Motor_add（）//電機(jī)加速
{
if（key_add==0）
{
delayxms（2）;//此處時(shí)間不能太長，否者會(huì)的中斷產(chǎn)生沖突
if（key_add==0）
{
count+=5;
if（count》=100）
{
count=0;
}
}
while（！key_add）;
}
}
void Motor_dec（）//電機(jī)加減速
{
if（key_dec==0）
{
delayxms（2）;//此處時(shí)間不能太長，否者會(huì)的中斷產(chǎn)生沖突
if（key_dec==0）
{
count-=5;
if（count》=100）
{
count=0;
}
}
while（！key_dec）;
}
}
/***********定時(shí)器0初始化***********/
void timer0_init（）
{
TMOD=0x01; //定時(shí)器0工作于方式1
TH0=（65536-10）/256;
TL0=（65536-10）%256;
TR0=1;
ET0=1;
EA=1;
}
/**************定時(shí)0中斷處理******************/
void timer0_int（） interrupt 1
{
TR0=0;//設(shè)置定時(shí)器初值期間，關(guān)閉定時(shí)器
TH0=（65536-10）/256;
TL0=（65536-10）%256;
TR0=1;
if（flag==1）//電機(jī)正轉(zhuǎn)
{
PWM1=0;
time++;
if（time{
PWM2=1;
}
else
PWM2=0;
if（time》=100）
{
time=0;
}
}
else //電機(jī)反轉(zhuǎn)
{
PWM2=0;
time++;
if（time{
PWM1=1;
}
else
PWM1=0;
if（time》=100）
{
time=0;
}
}
}
5、利用單片機(jī)輸出PWM簡單控制小車直行
相信通過上面的講解，大家已經(jīng)能夠很好的撐握如何利用51單片機(jī)產(chǎn)生PWM波下面給出一個(gè)程序，通過單片機(jī)兩個(gè)I/O口輸出PWM波，讓小車直行。
#include
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
sbit PWM1=P2^0;//接IN1控制正轉(zhuǎn)
sbit PWM2=P2^1;//接IN2控制反轉(zhuǎn)
sbit PWM3=P2^2;//接IN3控制正轉(zhuǎn)
sbit PWM4=P2^3;//接IN4控制反轉(zhuǎn)
sbit PWM5=P2^4;//接IN3控制正轉(zhuǎn)
sbit PWM6=P2^5;//接IN4控制反轉(zhuǎn)
sbit PWM7=P2^6;//接IN3控制正轉(zhuǎn)
sbit PWM8=P2^7;//接IN4控制反轉(zhuǎn)
uchar time;
void main（）
{
TMOD=0x01;//定時(shí)器0工作方式1
TH0=0xff;//（65536-10）/256;//賦初值定時(shí)
TL0=0xf7;//（65536-10）%256;//0.01ms
EA=1;//開總中斷
ET0=1;//開定時(shí)器0中斷
TR0=1;//啟動(dòng)定時(shí)器0
while（1）
{
}
}
void delay（uint z）
{
uint x，y;
for（x=z;x》0;x--）
for（y=500;y》0;y--）;
}
void tim0（） interrupt 1
{
TR0=0;//賦初值時(shí)，關(guān)閉定時(shí)器
TH0=0xff;//（65536-10）/256;//賦初值定時(shí)
TL0=0xf7;//（65536-10）%256;//0.01ms
TR0=1;//打開定時(shí)器
time++;
if（time》=100） time=0;//1khz
PWM2=0;
PWM4=0;
if（time《=75） PWM1=1;
else PWM1=0;
if（time《=80） PWM3=1;
else PWM3=0;
PWM6=0;
PWM8=0;
if（time《=50） PWM5=1;
else PWM5=0;
if（time《=50） PWM7=1;
else PWM7=0;
}
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