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一、技術(shù)概念 PWM，中文名稱(chēng)為“脈沖寬度調(diào)制”，該技術(shù)是用于在數(shù)字電路對(duì)模擬電路的控制。在數(shù)字電路中，只存在0和1信號(hào)，即“電壓為0V”和“電壓為5V”，而在模擬電路中，不同的電壓值會(huì)對(duì)器件的工作狀態(tài)會(huì)有不同的效果。例如：一顆LED的工作電壓為1.7V-3.6V不等，不同的電壓值，影響著LED的亮度。那么如何通過(guò)數(shù)字電路的“0”、“1”來(lái)控制LED兩端出現(xiàn)不同的電壓？ 二、技術(shù)原理 在日常時(shí)候中，我們用的生活電壓為220V，這個(gè)是用直流電壓表測(cè)試的。如果用交流電壓，那么示數(shù)會(huì)在±340V之間振蕩。因?yàn)?/font>220V是其有效值，±340V是其峰峰值。如果單片機(jī)的I/O口也會(huì)輸出一個(gè)從“5V”到“0V”的振蕩信號(hào)，會(huì)不會(huì)也在I/O口存在一個(gè)“0”到“5V”之間的有效值。 既然是一個(gè)振蕩的信號(hào)，那么就要考慮兩個(gè)指標(biāo)：“周期/頻率”、“高電平的持續(xù)時(shí)間/低電平的持續(xù)時(shí)間”。 頻率一定大，既周期時(shí)間要短，因?yàn)?/font>LED有余暉作用，在短時(shí)間內(nèi)電壓為0時(shí)，燈光并不會(huì)立刻消失。我們假設(shè)頻率為100Hz，也就是說(shuō)1S之內(nèi)有100個(gè)波形（1個(gè)高電平和1個(gè)低電平為一個(gè)波形）。T=0.01s 先設(shè)置高電平持續(xù)時(shí)間為0.005s，占周期的50%=（0.005/0.01）×100%，而這個(gè)50%被稱(chēng)為PWM的占空比。 那么我們可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)通過(guò)公式來(lái)推出其等效的直流電壓（直流電壓表的示數(shù)），是計(jì)算其有效值還是其平均值？ 是有效值，因?yàn)榻涣麟姷挠行е翟谙嗤瑫r(shí)間內(nèi)消耗的能量是一樣的，公式推導(dǎo)如下： ※U是有效值，u(t)是交流電的對(duì)t的函數(shù)，T為周期 平均值：僅僅是電壓在時(shí)間上的平均值，是不能等效成元件兩端的電壓。
通過(guò)公式計(jì)算出占空比50%時(shí)，其有效值為U=2.5*1.414=3.54V
不同的占空比，對(duì)應(yīng)著不同的有效值：
三，流程圖 從原理可以得知一個(gè)51系列的單片機(jī)通過(guò)控制I/O口的輸出信號(hào)的占空比就可以控制LED的亮度。 那么我們?cè)O(shè)定4種占空比（10%、30%、50%、90%）的情況，并且通過(guò)摁鍵可以互相改變。 信號(hào)的周期可以通過(guò)單片機(jī)的定時(shí)器來(lái)控制，一個(gè)周期為0.01s=10ms，當(dāng)定時(shí)器工作在方式1，單片機(jī)晶振為12MHz時(shí)，一次定時(shí)器中斷最大時(shí)間為65.536ms。我們?cè)O(shè)定一次定時(shí)器中斷時(shí)間為100μs，這樣一個(gè)波形的周期需要經(jīng)過(guò)100次的定時(shí)器中斷，設(shè)置一個(gè)變量count，用來(lái)判斷是否到達(dá)100，從而重新開(kāi)始一個(gè)周期。 可以先設(shè)置I/O口的初始為高電平，定義一個(gè)標(biāo)志變量FLAG，FLAG的作用是用來(lái)和count做比較從而單片機(jī)判斷是否達(dá)到了占空比的要求，例如，占空比設(shè)定為50%，當(dāng)count=50的時(shí)候，將高電平變?yōu)榈碗娖�，就�?huì)出現(xiàn)占空比為50%的波形。 四、單片機(jī)代碼
- #include "reg52.h"
- sbit L=P2^0;
- sbit K=P3^0;
- unsigned int count=0,FLAG=0,stat;
- void DELAY(int t)
- {
- while(t--);
- }
- void init_T0(void)
- {
- EA=1;
- ET0=1;
- IP=0x02;
- TMOD=0x01;
- TL0=(65535-100)%256;
- TH0=(65535-100)/256;
- TR0=1;
- }
- void scan_key(void)
- {
- if(K==0)
- {
- DELAY(10);
- if(K==0)
- {
- switch(stat)
- {
- case 0:
- TR0 = 1;
- L = 0;
- FLAG = 10;
- stat = 1;
- break;
- case 1:
- FLAG = 50;
- stat = 2;
- break;
- case 2:
- FLAG = 90;
- stat = 3;
- break;
- case 3:
- L= 1;
- TR0 = 0;
- stat = 0;
- break;
- }
- while (K==0);
- }
- }
- }
- void main()
- {
- init_T0();
- L=1;
- while(1)
- {
- scan_key();
- }
- }
- void timer0() interrupt 1
- {
- TL0=(65535-100)%256;
- TH0=(65535-100)/256;
-
- if(count==FLAG)
- {
- L=1;
- }
- count++;
- if(count==100)
- { count=0;
- if(FLAG==0)
- L=1;
- else
- L=0;
- }
- }
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