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５１系列单片机输出PWM的两种方法
５１系列单片机输出PWM的两种方法
MCS-51系列 单片机 无PWM输出功能，可以采用定时器配合软件的方法实现，对精度要求不高的场合是非常实用的。电路图见图１，采用高速光隔6N137输出，并将PWM的信号倒相。 　　一、&工作原理（原理图如图１所示） 　　二、PWM输出 　　１．&固定脉宽PWM输出 &&&&用T0定时器完成PWM输出，脉宽固定为65536us。T0定时器
MCS-51系列 单片机 无PWM输出功能，可以采用定时器配合软件的方法实现，对精度要求不高的场合是非常实用的。电路图见图１，采用高速光隔6N137输出，并将PWM的信号倒相。 　　一、&工作原理（原理图如图１所示） 　　二、PWM输出 　　１．&固定脉宽PWM输出 &&&&用T0定时器完成PWM输出，脉宽固定为65536us。T0定时器设置成16位定时器，PWM波形如图２所示。
　　程序清单：（12MHz） 　　PwmData0；T0定时t1的初值（字） 　　PwmData1；T0定时t2的初值（字） 　　PwmF&&&&；PWM输出标志 ??；＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊ 　　setb&tr0；启动T0&&&&&&&&&&&&…… 　　&&&&&&&&；T0中断服务程序 &&&&T0Int：JB，PwmF,PWMOUT&；PWM输出未完成返回 &&&&MOV&&&TH0，HIGH（PwmData0） &&&&MOV&&&TL0，LOW&（PwmData1） &&&&SETB&TRO&&&&&&&&　& &&&&SETB&PwmF&&&&& &&&&CLR&&P1.0&&；PWM输出脚 　　RETI&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&PWMOUT：SETB&P1.0&CLR&&TR0 &&&&MOV&TH0，HIGH（PWMDATA1） &&&&MOV&TL0，LOW（PWMDATA1） &&&&SETB&TR0 &&&&CLR&&&&PWMF&&&&&&&&&&&&&&& &&&&RETI &&&&说明：在主程序中计算PWMDATA0、PWMDATA1的值。&&&&&&&& 　　２．&可变脉宽PWM输出 　　用T0定时器控制PWM的占空比，T1定时器控制脉宽（最大65536us。） 　　T0、T1定时器设置成16位定时器。PWM输出波形如图３所示。 　　程序清单：（12MHz） 　　　　PwmData0；T0定时t1的初值（字） 　　&&&&PwmData1；T0定时t2的初值（字） ??；＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊???????????? &&&&&&&&SETB&TR0；启动T0 　　&&&&SETB&TR1　　　...... &&&&&&&&T0INT：CLR&TR0；T0中断服务程序 &&&&&　　SETB&P1.0&；PWM输出脚 　　　　&RETI &&&&&&&&&T1INT：CLR&&P1.0&&&；T1中断服务程序 &&　　　　CLR&&TR0&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&　　　　　&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&CLR&TR1 　　　　　MOV&TH0,HIGH(PWMDATA0) 　　　　　MOV&TL0,LOW(PWMDATA0) 　　　　　MOV&TH1,HIGH(PWMDATA1) 　　　　　MOV&TL1,LOW(PWMDATA1) 　　　　　SETB&TR1　　　　　& &&&&&&&&&SETB&TR0&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&RETI 　　说明：在主程序中计算PWMDATA0、PWMDATA1的值。
型号/产品名
深圳市二中科技股份有限公司
杭州华意微电子技术有限公司
深圳市艾尔迅科技有限公司两种方法教你如何有效地利用51单片机产生PWM波
89C51芯片没有自带PWM发生器，如果要用51来产生PWM波就必须要用软件编程的方法来模拟。方法大概可以分为软件延时和定时器产生两种方法。下面将逐一介绍。
1 软件延时法
利用软件延时函数，控制电平持续的时间，达到模拟pwm的效果。
程序如下：
#include&reg52.h& sbit pwm=P1^0; main() { while(1) { pwm=1; delayus(60);//置高电平后延时60us，占空比60% pwm=0; delayus(40); } } void delayus(uint x) { while(x--); }
proteus软件仿真结果如下：
可见，用这种延时函数的方法就能简单地模拟出pwm输出。但是这种方法的缺点也相当明显。当程序除了要输出pwm波还要执行其他操作比如键盘扫描、显示等操作时，需要占用CPU一定的机器周期，这样就会影响pwm的准确度。现在很少会用到这种方法，接下来要介绍的是比较常用的方法。
2 定时器产生pwm
这种方法利用了定时器溢出中断，在中断服务程序改变电平的高低，在程序较复杂、多操作时仍能输出较准确的pwm波形。
2.1 注意事项
2.2.1中断服务程序的内容。
一般来说中断服务程序只完成改变标志位、转换高低电平的功能，如果中断服务程序中有太多的操作会影响pwm波的输出，尤其是除法、取余、浮点数运算会占用大量的机器周期，应在中断外完成运算。2.2.2定时器装入初值的问题。
装入初值不能太接近于定时器的溢出值。如我们使用定时器方式1，最多能计65536个数，假设我们转入的初值为65534，那么定时器计两个数就会进入中断，这样会使程序紊乱而其他功能无法正常地执行，所以一般要留50-100个数的裕量。
2.2 定时器工作方式
在定时器工作方式的选择上，可以选择定时器的工作方式0、1、2都可以，本文采用的是工作方式1，即16位定时器，这样可以获得较宽的调频范围。
2.3 定时器初值的计算
设占空比为&，频率为f
产生高电平时装入定时器高8位的值应为
产生高电平时装入定时器低8位的值应为
显然，产生低电平时的公式只要把&换成（1-&）就行了。
然而在51单片机中，浮点数运算需要消耗cpu很长的时间，为了提高程序效率，通常用100倍的占空比来计算。同时，要注意数据类型，避免超出范围，影响计算结果。关于C51的乘除法问题，可以看以下这篇文章：http://blog.163.com/ssou_1985/blog/static//
修改后的公式如下：a为100倍占空比，fr为0.01倍频率TH0 = (65535-a*100/fr)/256; //高位初值TL0 = (65535-a*100/fr)%256;同样，低电平的公式只需把a换成（100-a）即可。
本例程采用定时器T0在工作方式1下产生一路PWM，用独立键盘控制频率、占空比的加减，频率可调范围100Hz-10kHz，占空比0-100%（均为理论值，实际值略低）部分代码如下：
注：T0_H , T0_L , T1_H , T1_L 均用于暂时存储初值，进入中断服务程序后直接给寄存器TH0、TL0赋值，避免了在中断中计算。
注：flag为pwm输出标志，flag=1输出高电平，flag=0输出低电平
2.5 软件仿真结果
2.5.1 频率为100Hz
a.占空比约15%
b.占空比95%
2.5.2 频率为10KHz
a.占空比15%
b.占空比90%
原文标题：51单片机产生PWM方法
文章出处：【微信号：mcugeek，微信公众号：MCU开发加油站】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。
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51单片机产生PWM波一篇关于PWM波频率与占空可调的好代码 - 单片机/MCU论坛 -
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一篇关于PWM波频率与占空可调的好代码
15:01:31　　
前日看到一篇很好的代码。有好代码就要拿出来与坛友分享嘛
程序可以利用51单片机输出频率和占空比可调的PWM波程序。作者写的很详细，程序写的很漂亮！！！但我还是有地方不明白
现在咱们大家来探讨探讨吧！！！
我有三个问题，恳求网友不吝赐教。
1.&&频率计算函数，当频率变化，计算出定时器0初值；& && &
2.&&脉宽计算函数，脉宽变化时，计算出定时器1初值；
3.&&关定时器1，一定要这一步，因为定时器1的定时短于定时器0；
//------------------------------------------------------------------------------------
//程序功能简介：本程序产生15HZ~~~50KHZ的方波，并且实现频率和脉宽的独立调制，即可
//在改变频率的同时不改变脉宽，再改变脉宽的同时不改变频率；同时设置
//两个调节步长------在KEY键按下时，粗调，没有按下时，细调；
//程序思路： 本程序用到两个定时器------定时器0和定时器1，其中定时器0工作在定时方式下，
//决定方波的频率；定时器1，同样工作在定时方式下，用于设定脉宽；
//------------------------------------------------------------------------------------
#include &reg52.h&
#include &math.h&
#define&&uchar unsigned char
#define&&uint unsigned int
#define&&ALL&&65536& &&&//定时器工作方式1时，最大基数长度 65536；
#define&&F_osc & & //晶振频率12M；
sbit KEY_F_UP=P0^2;& &&&//频率上调按钮；
sbit KEY_F_DOWN=P0^3;& &//频率下调按钮；
sbit KEY_W_UP=P0^4;& &&&//脉宽上调按钮；
sbit KEY_W_DOWN=P0^5;& &//脉宽下调按钮；
sbit KEY=P0^6;& && && & //粗细调节按钮-----按下为粗调，否则为细调；
sbit OUTPUT=P1^0;& && & //波形输出；
uchar TIMER0_H,TIMER0_L,TIMER1_H,TIMER1_L;& && & //定时器0和定时器1的初值设置；
uchar PERCENT=50;& && && && && && && && && && && && && && && && & //初始占空比；
uchar FLAG_F=0,FLAG_W=0;& && && && && && && && && && && && &//频率调节标志和脉宽调制标志；
uint&&FREQ=50000;& && && && && && && && && && && && && && && && && &//初始频率；
& && && && && && && && && && && && && && && && && && && && &&&//临时全局变量，用于数据传递；
void delay(uchar t);& && && && && && && && && && && && && && && && &&&//延时函数，用于按键去抖；
void init();& && && && && && && && && && && && && && && && && && && && && &//初始化函数，用于定时器的初始化；
void calculate_F();& && && && && && && && && && && && && && && && && &//频率计算函数，当频率变化，计算出定时器0初值；
void calculate_W();& && && && && && && && && && && && && && && && &&&//脉宽计算函数，脉宽变化时，计算出定时器1初值；
void key_scan();& && && && && && && && && && && && && && && && && && &//按键扫描函数；
void timer0();& && && && && && && && && && && && && && && && && && && & //定时器0中断函数；
void timer1();& && && && && && && && && && && && && && && && && && && &//定时器1中断函数；
void delay(uchar t)
& &&&uchar i,j;
& &&&while(t--)& && && && & //每个脉冲为1us
& && & for(i=0;i&100;i++)
& && &&&for(j=0;j&100;j++);
void calculate_F()
& &&&temp = ALL - F_osc/12.0/FREQ;
& &&&TIMER0_H = (uint)temp/256;
& &&&TIMER0_L = (uint)temp%256;
void calculate_W()
& &&&float TEMP;
& &&&TEMP = (1 - PERCENT/100.0)*ALL + temp*PERCENT/100.0;
& &&&TIMER1_H = (uint)TEMP/256;
& &&&TIMER1_L = (uint)TEMP%256;
& &void key_scan()
& &&&delay(4);
& &&&if(!KEY_F_UP)& &&&//频率上调键按下；
& && & FLAG_F=1;& & //置标志位；
& && & if(!KEY)
& && && &FREQ+=10;
& && & else
& && && &FREQ++;
& && & if(FREQ&50000)
& && && &FREQ=1;
& &&&else if(!KEY_F_DOWN)& &//频率下调键按下；
& && & FLAG_F=1;& & //置标志位；
& && & if(!KEY)
& && && &FREQ-=10;
& && & else
& && && &FREQ--;
& && & if(FREQ&1)
& && && &FREQ=50000;
& && &else if(!KEY_W_UP)& & //脉宽上调键按下；
& && &&&FLAG_W=1;& & //置标志位；
& && &&&if(!KEY)
& && && & PERCENT+=5;
& && &&&else
& && && & PERCENT++;
& && &&&if(PERCENT&49)
& && && & PERCENT=1;
& && &else if(!KEY_W_DOWN)& &//脉宽下调键按下；
& && &&&FLAG_W=1;& & //置标志位；
& && &&&if(!KEY)
& && && & PERCENT-=5;
& && &&&else
& && && & PERCENT--;
& && &&&if(PERCENT&1)
& && && &&&PERCENT=49;
& &void timer0() interrupt 1& && &//决定频率
& && &TH0=TIMER0_H;
& && &TL0=TIMER0_L;
& && &TR1=1;& && && &&&//开定时器1；
& && &OUTPUT=1;
& & void timer1() interrupt 3& &&&//决定脉宽
& && &TH1=TIMER1_H;
& && &TL1=TIMER1_L;
& && &TR1=0;& && && & //关定时器1，一定要这一步，因为定时器1的定时短于定时器0；
& && &OUTPUT=0;
& & void init()
& && &TMOD=0x11;& && &//定时器0和定时器1都工作在方式1，16位计数器；
& && &calculate_F();&&//初始为1KHZ，占空比为50%；
& && &calculate_W();
& && &TH0=TIMER0_H;
& && &TL0=TIMER0_L;
& && &TH1=TIMER1_H;
& && &TL1=TIMER1_L;
& && &ET0=1;
& && &ET1=1;
& && &EA=1;
& && &TR0=1;
& && &TR1=1;
& &&&init();
& &&&while(1)
& && &&&key_scan();
& && &&&if(FLAG_F)& &&&//改变频率时要注意要进行脉宽的重新设置；
& && && & calculate_F();
& && && & calculate_W();
& && && & FLAG_F=0;
& && &&&if(FLAG_W)& &&&// 脉宽改变，频率不改变；
& && && & calculate_W();
& && && & FLAG_W=0;
本帖最后由 傻大个牌纯碱 于
22:23 编辑
偶然间看到这段代码，我解释下面这段代码：========================================================
void calculate_F()
& &&&temp = ALL - F_osc/12.0/FREQ;
// 理解这段程序的关键点，在于理解时钟周期和机器周期；
// 从程序上看，这个单片机的时钟周期（即外部晶振周期）是1/（12 MHz）=1/F_osc ，而机器周期是12个时钟周期，即12/F_osc。
// 所以，如果要得到频率=FREQ的方波，必须赋予计数器一个初始值temp，然后计数器进行自加（ALL-temp）次，就有如下等式：
// (ALL-temp）*（12/F_osc）=1/FREQ，做等式变换，把temp做变量就可以得到：
//&&temp = ALL - F_osc/12.0/FREQ
& &&&TIMER0_H = (uint)temp/256;
& &&&TIMER0_L = (uint)temp%256;
void calculate_W()
& &&&float TEMP;
& &&&TEMP = (1 - PERCENT/100.0)*ALL + temp*PERCENT/100.0;
// 如果你理解了上面那段，这段我相信你也理解了；
& &&&TIMER1_H = (uint)TEMP/256;
& &&&TIMER1_L = (uint)TEMP%256;
=====================================================================
15:01:32　　
本帖最后由 傻大个牌纯碱 于
22:23 编辑
偶然间看到这段代码，我解释下面这段代码：========================================================
void calculate_F()
& &&&temp = ALL - F_osc/12.0/FREQ;
// 理解这段程序的关键点，在于理解时钟周期和机器周期；
// 从程序上看，这个单片机的时钟周期（即外部晶振周期）是1/（12 MHz）=1/F_osc ，而机器周期是12个时钟周期，即12/F_osc。
// 所以，如果要得到频率=FREQ的方波，必须赋予计数器一个初始值temp，然后计数器进行自加（ALL-temp）次，就有如下等式：
// (ALL-temp）*（12/F_osc）=1/FREQ，做等式变换，把temp做变量就可以得到：
//&&temp = ALL - F_osc/12.0/FREQ
& &&&TIMER0_H = (uint)temp/256;
& &&&TIMER0_L = (uint)temp%256;
void calculate_W()
& &&&float TEMP;
& &&&TEMP = (1 - PERCENT/100.0)*ALL + temp*PERCENT/100.0;
// 如果你理解了上面那段，这段我相信你也理解了；
& &&&TIMER1_H = (uint)TEMP/256;
& &&&TIMER1_L = (uint)TEMP%256;
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为你点赞！！！
20:35:54　　
有具体的资料和线路吗 求分享一下
21:46:55　　
有具体的资料和线路吗 求分享一下
这就是存粹的用51单片机产生PWM波代码，我觉得代码很经典，就分享出来与大家一起讨论了。
朋友我遇到了一些问题，请您赐教
21:54:17　　
这就是存粹的用51单片机产生PWM波代码，我觉得代码很经典，就分享出来与大家一起讨论了。
朋友我遇到了一些问题，请您赐教
我对单片不了解&&这个正好我最近要用到&&希望楼主能够将全套资料分享一下 谢谢
高级工程师
08:22:54　　
有什么问题啊？你理解的已经很清楚了啊
23:46:21　　
有什么问题啊？你理解的已经很清楚了啊
这条代码（红字）不太明白，请您赐教！
//关定时器1，一定要这一步，因为定时器1的定时短于定时器0；
18:04:21　　
偶然间看到这段代码，我解释下面这段代码：========================================================
void calculate_F()
上面的推导看懂了，下面的推导还真没想明白，是利用占空比的定义进行推导的吗？指示指示，学习一下，谢谢
TEMP = (1 - PERCENT/100.0)*ALL + temp*PERCENT/100.0;
18:44:22　　
使用stm32系列的单片机做起来就简单多了
17:51:58　　
偶然间看到这段代码，我解释下面这段代码：========================================================
void calculate_F()
不明白这条代码意思，请您赐教！
//关定时器1，一定要这一步，因为定时器1的定时短于定时器0；
23:23:01　　
上面的推导看懂了，下面的推导还真没想明白，是利用占空比的定义进行推导的吗？指示指示，学习一下，谢谢
TEMP = (1 - PERCENT/100.0)*ALL + temp*PERCENT/100.0;
//不明白有两个原因
1. 没理解晶振频率与机器周期的关系
2. 没理解占空比（高电平占整个周期的时间）计算方法
void calculate_F()
& &&&temp = ALL - F_osc/12.0/FREQ;
// 理解这段程序的关键点，在于理解时钟周期和机器周期；
// 从程序上看，这个单片机的时钟周期（即外部晶振周期）是1/（12 MHz）=1/F_osc ，而机器周期是12个时钟周期，即12/F_osc。
// 所以，如果要得到频率=FREQ的方波，必须赋予计数器一个初始值temp，然后计数器进行自加（ALL-temp）次，就有如下等式：
// (ALL-temp）*（12/F_osc）=1/FREQ，做等式变换，把temp做变量就可以得到：
//&&temp = ALL - F_osc/12.0/FREQ
TIMER0_H = (uint)temp/256;
& &&&TIMER0_L = (uint)temp%256;
void calculate_W()
& &&&float TEMP;
& &&&TEMP = (1 - PERCENT/100.0)*ALL + temp*PERCENT/100.0;
//计算占空比就是计算一个周期中的高电平时间（占空比*周期）（PERCENT/100）1/FREQ
// 这个单片机的时钟周期（即外部晶振周期）是1/（12 MHz）=1/F_osc ，而机器周期是12个时钟&&周期，即12/F_osc。
// 所以，如果要得到频率=FREQ，占空比为PERCENT/100方波，必须赋予计数器一个初始值TEMP，然后计数器进行自加（ALL-TEMP）次，就有如下等式：
// (ALL-TEMP）*（12/F_osc）=（PERCENT/100）1/FREQ，做等式变换（把temp带入替换）可得
//TEMP = (1 - PERCENT/100.0)*ALL + temp*PERCENT/100.0;（完全可以不用temp替换，以上等式即可）
& &&&TIMER1_H = (uint)TEMP/256;
& &&&TIMER1_L = (uint)TEMP%256;
15:02:46　　
//不明白有两个原因
1. 没理解晶振频率与机器周期的关系
2. 没理解占空比（高电平占整个周期的时间）计算方法
clever Boy or Girl！
22:44:42　　
在这借鉴 一些经验
21:18:12　　
硬件开销有点大，不过单个定时器做的话做很难做到50k
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