浅谈使用单片机规划PWM脉冲信号发生器

PWM是脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation）的英文缩写，它是开关型稳压电源中按稳压的操控办法分类中的一种，而脉宽宽度调制式（PWM）开关型稳压电路是在操控电路输出频率不变的状况下，经过电压反应调整其占空比，然后到达安稳输出电压的意图。
简略的说，PWM是一种对模仿信号电平进行数字编码的办法。理论上讲便是电压或电流源以一种通（ON）或断（OFF）的重复脉冲序列被加到模仿负载上去的，通的时分便是电源被加到负载上，断的时分便是供电被断开的时分，所以PWM信号仍然是数字的。要想到达这样一种脉宽调制作用，模仿电压和电流时能够直接操控。例如音响的音量操控，在简略的模仿电路中，它的操控是由衔接了一个可变电阻的旋钮来完结的，其进程是拧动旋钮，电阻值变小或变大，流过该电阻的电流也随之添加来减小，然后改动驱动扬声器的电流值，那么声响也就相应变大或变小。从这个例子来看，模仿操控是直观而简略的，可是并不是一切的模仿电路都是可行而且经济的，其间很重要的一点便是模仿电路简单随时刻漂移，它的调理进程就很困难，为了解决问题就要添加许多的电路，使得电路变得复杂而且贵重。除此之外，模仿电路中许多的元器件会发热，也就相对进步了电路的功耗，而且对噪声也灵敏，任何搅扰或噪声都会改动电流值的巨细。
综上所述，经过数字办法来操控模仿电路能够大幅度下降体系的本钱和功耗，而单片机I/O口的数字输出能够很简略地宣布一个脉冲波，在配以外部元器件就能够调理脉冲波的占空比，完结PWM的功用。本文首要介绍使用89S52系列的单片机，操控某个I/O口中一个管脚的数字输出，生成相应周期的脉冲波，并使用按键操控其占空比的调理，包含了占空比自小到大和自负到校的次序及倒序可调，其调理规模广，操作简洁，各元器件间的搅扰较小，对模仿电路的操控非常有用。
1.PWM波的生成
PWM波既为数字输出，便是其幅值只要高电平（ON）和低电平（OFF）之分，所以只要使单片机中作为PWM波输出端的那个管脚输出“1”和“0”，而且调配不同的时刻段，就能够构成不同周期的PWM波。举例说明：若要生成周期为10ms的脉冲，就能够使用单片机编程指令操控其输出端输出“1”，而且坚持一段时刻tp，然后再输出“0”，相同使其坚持一段时刻tr，两种数字输出坚持的时刻必需要满意，现就已生成10ms周期的脉冲波，而PWM波与该脉冲波的差异便是还要能够调理占空比。占空比是纠正半周脉宽占整个周期的份额，即高电平坚持时刻于周期的比值，该比值为百分数（），因此在周期必定的状况下，调理占空比便是调理高电平坚持的时刻。
2.使用编程
本文介绍的PWM波是使用单片机守时中止去确认脉冲波的周期，而且经过两个按键自增和自减某个变量送至中止中，经过此变量去分配凹凸电平各自占用的时刻，构成不同的占空比，即假定一个周期满额份额值为10，则高电平坚持时刻的份额为该变量值，那么低电平坚持时刻的份额便是10减去该变量值。
如图1所示为单片机的外部接线图，其间省掉了单片机最小体系，此图即可使用89SC52单片机规划出满意周期为10ms、初始占空比为50%、占空比调理规模为0～100%的PWM脉冲信号发生器。占空比调理规模是指高电平坚持时刻为0～10ms，那么低电平坚持时刻便是10ms～0。P0.7脚为PWM波输出口，作为PWM脉冲信号发生器可衔接其它电路，本文仅衔接示波器去调查波形的占空比改变状况，P2.0脚为自增按钮操控端，每按一次高电平坚持时刻添加1ms，P2.1脚为自减按钮操控端，每按一次高电平坚持时刻削减1ms。图2所示为初始50%占空比的波形图以及20%、40%、60%和80%占空比的波形图，以此看出PWM的改变。
89C52单片机生成PWM波C言语程序：
#define uint unsigned int
sbit pwm=P0^7;
sbit k1=P2^0;
sbit k2=P2^1;
bit bz;//界说一个按键是否松开的标志位
uchar b;
uchar m=5;//m为操控占空比的变量，初始占空比50%
void delay(uint i)
{while(i–);}
void dingshi() interrupt 1//守时中止
{TL0=(65536-1000)%256; //1ms初始化
TH0=(65536-1000)/256;
b++;
if(b==10) b=0; //10ms周期守时
if(b void main()
{EA=1;ET0=1;
TMOD=0x01;//守时0作业在办法1，1ms中止1次
TL0=(65536-1000)%256;
TH0=(65536-1000)/256;
TR0=1;//开中止
while (1)
{if((k1==0)&&(bz==0)) {delay(1110);if(k1==0){bz=1;m++;if(m==11) m=10;}}//每按一次占空比自增10%
if((k2==0)&&(bz==0)) {delay(1110);if(k2==0){bz=1;m–;if(m==255) m=0;}}//每按一次占空比自减10%
if((k1==1)&&(k2==1)) bz=0;//判别按键是否松开}}
归纳硬件规划和软件规划能够看出，使用单片机数字输出办法能够很简略的完结脉冲宽度的调制，无须经过对模仿电路各%&&&&&%参数的核算进行调理，而且能够随时调整输出不同周期的脉冲波，使用该办法规划的PWM脉冲信号发生器能够很广泛。可是此规划也有一些缺陷，其占空比只能按10%的份额调理，调理精度还有待进步。
参考文献
【1】何立民,张俊谟.单片机中级教程：第2版[M].北京：北京航空航天大学出版社,2002.
【2】吴金戌,沈庆阳,郭庭吉.8051单片机实践与使用[M].北京：人民邮电出版社,2003.
【3】贺小光,蓝讽,陈敬艳.PWM可调直流稳压操控电源电路的规划研讨[J].东北师大学报