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基于STC单片机实现多位软件PWM
　　摘 要：本文针对当前带有硬件PWM的8位单片机普遍存在分辨率低，难以适应实际使用需要的问题，利用STC12 C5A60S2系列单片机的PCA模块实现多位（9～16位）软件PWM的基本方法，并给出实用控制程序。实验表明，该方法具有很强的实用性。 中国论文网 /9/view-5077274.htm　　关键词：STC单片机 PCA模块 软件PWM 　　PWM全称为Pulse Width Modulation，即脉冲宽度调制，简称为脉宽调制。常见的PWM调制方式是定频调宽，在固定的调制周期内，通过改变有效电平的宽度，即改变占空比（0≤ρ≤1），实现对输出电压的控制。随着单片机技术的飞速发展，当前主流的单片机普遍在片上集成了硬件PWM等功能，使用起来非常方便。但对8位机而言，片内集成的硬件PWM大多为8位分辨率，虽然可以由硬件实现占空比的无缝刷新，但存在分辨率较低的现实问题。笔者利用深圳宏晶科技有限公司出品的51内核STC12C5A60S2系列单片机设计一种软件PWM，可实现从9～16位之间任意分辨率，从而满足控制精度等要求。 　　一、STC12C5A60S2系列单片机PCA模块介绍 　　STC12C5A60S2系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换、双串口。它在工业电动机控制中，有不俗的表现。STC12C5A60S2系列单片机集成了两路可编程计数器阵列（PCA）模块，可用于软件定时器、外部脉冲捕捉、高速输出以及PWM输出四种工作模式。 　　1.PCA模块的结构 　　PCA含有一个特殊的16位定时器，有2个16位的捕获/比较模块与之相连，如图1所示。 　　图1 PCA模块结构 　　每个模块可编程工作在4种工作模式：上升/下降沿捕获、软件定时器、高速输出或PWM输出。16位PCA定时器/计数器是2个模块的公共时间基准，其结构如图2所示。 　　图2 PCA定时/计数器结构 　　寄存器CH和CL的内容是正在自由递增计数的16位PCA定时器的值，可通过对CMOD（CMOD寄存器的说明参考下面描述）特殊功能寄存器中CPS2、CPS1和CPS0三个位的编程实现对时钟源的选择，具体配置关系如表1所示。 　　表1 　　2.PCA模块相关寄存器 　　PCA模块相关寄存器及其功能受篇幅限制，在此仅介绍几个关键寄存器，其他部分从略。 　　（1）CCON-PCA控制寄存器。 　　CF：PCA计数器阵列溢出标志位。为1表示溢出；为0表示未溢出。可软硬件置位，只能软件复位。 　　CR：PCA计数器阵列运行控制位。置1，启动；置0，停止。 　　CCF1：PCA模块1中断标志。当出现匹配或捕获时硬件置位；必须软件清零。 　　CCF0：PCA模块0中断标志。当出现匹配或捕获时硬件置位；必须软件清零。 　　（2）CMOD—PCA模式寄存器。 　　CIDL：空闲模式下是否停止PCA计数的控制位。为1时，停止计数；为0时，继续工作。 　　CPS2、CPS1、CPS0：PCA计数脉冲源选择控制位。具体配置见上文。 　　ECF：PCA计数溢出中断使能位。为1时允许CF中断；为0时禁止CF中断。 　　（3）CCAPMn（n=0，1）——PCA模块工作模式寄存器，配置如表2所示。 　　表2 PCA模块工作模式设定（CCAPMn，n=0，1） 　　- ECOMn CAPPn CAPNn MATn TOGn PWMn ECCFn 模块功能 　　0 0 0 0 0 0 0 无此操作 　　0 0 0 0 0 1 0 8位PWM，无中断 　　1 1 0 0 0 1 1 8位PWM输出，由低变高可产生中断 　　1 0 1 0 0 1 1 8位PWM输出，由高变低可产生中断 　　1 1 1 0 0 1 1 8位PWM输出，由低变高或者由高变低增可产生中断 　　X 1 0 0 0 0 X 16位捕获模式，由CEXn/PCAn的上升沿触发 　　X 0 1 0 0 0 X 16位捕获模式，由CEXn/PCAn的下降沿触发 　　X 1 1 0 0 0 X 16位捕获模式，由CEXn/PCAn的跳变触发 　　1 0 0 1 0 0 X 16位软件定时器 　　1 0 0 1 1 0 X 16位高速输出 　　可见，通过配置，PCA能工作在多种工作模式，具有较强的灵活性。 　　二、软件实现PWM基本原理 　　本设计应用PCA模块的高速输出模式实现多位PWM功能。当PCA计数器的计数值与模块捕获寄存器的值相匹配时，PCA模块的CCPn引脚输出将发生翻转。PCA模块高速输出模式框图，如图4所示。 　　图4 PCA高速输出模式 　　由图4可见，当激活高速输出模式时，CCAPMn寄存器的TOGn，MATn和ECOMn位都必须置位。一旦出现匹配，在比较匹配中断里判断高速输出的电平，如果是高电平，则向捕获寄存器装入高电平的PCA时钟数；如果是低电平，则装入低电平的PCA时钟数。 　　设要求的PWM分辨率为n（0≤n≤1），则每个PWM周期为DUTY=2n个PCA时钟。设PWM_high为PWM高电平持续时间，PWM_low为PWM低电平持续时间，则有DUTY=PWM_high+PWM_low，占空比。明显的，分辨率n的值越大，则分辨率越高。 　　为实现设计功能，需要用到的资源有：PCA可编程计数器阵列、捕获寄存器、匹配中断向量。由于中断处理需要一点时间，输出的占空比不能到0%或100%，所以对占空比有最小和最大值限制，中断处理绝对时间大约为100个系统时钟。
　　三、参考程序 　　/* --- STC单片机实现软件PWM功能，本程序以10位PWM为例-----------------*/ 　　#include"STC12C5A60S2.h"/*包含STC12C5A60S2单片机头文件*/ 　　#define PWM_DUTY 1024 ∥定义PWM的周期，数值为PCA所选择的时钟脉冲个数。 　　#define PWM_HIGH_MAX PWM_DUTY-32 ∥限制PWM输出的最大占空比。 　　#define PWM_HIGH_MIN 32 ∥限制PWM输出的最小占空比。 　　sbit CCP0 = P1^3； ∥CCAP0引脚声明 　　/* -------------- 全局变量定义---------------*/ 　　unsigned int PWM_high； ∥ 定义PWM占空比寄存器，即PWM输出高电平的PCA时钟脉冲个数。 　　unsigned int PWM_low； ∥ 定义PWM输出低电平的PCA时钟脉冲个数。 　　unsigned int CCAP0_tmp；//定义CCAP0重装载影射寄存器。 　　∥============================================= 　　∥ 函数： void PWM_SetHigh（unsigned int high） 　　∥ 描述： 写入占空比数据。 　　∥ 参数： high： 占空比数据，即PWM输出高电平的PCA时钟脉冲个数。 　　∥================================================= 　　void PWMn_SetHigh（unsigned int high） 　　{ 　　if（high > PWM_MAX） 　　high = PWM_MAX； ∥如果写入大于最大占空比数据，强制为最大占空比。 　　if（high < PWM_MIN） 　　high = PWM_MIN； ∥如果写入小于最小占空比数据，强制为最小占空比。 　　CR = 0； ∥停止PCA。 　　PWM_high = high； ∥数据在正确范围，则装入占空比寄存器。 　　PWM_low = PWM_DUTY - high； ∥计算并保存PWM输出低电平的PCA时钟脉冲个数。 　　CR = 1； ∥启动PCA。 　　} 　　∥============================================ 　　∥ 主函数： void main（void） 　　∥============================================= 　　void main（void） 　　{ 　　P1M1 &= ～0x08， 　　P1M0 |= 0x08； /*设置CCAP0（P1.3）使用PUSH-PULL推挽输出模式。*/ 　　CCON = 0； /*清除CF、CR、CCF0、CCF1*/ 　　IPH |= 0x80； /*PCA中断使用最高优先级*/ 　　IP |= 0x80； 　　CMOD = 0； /*空闲模式下PCA计数器继续工作，计数器时钟源为系统时钟的12分频，禁止PCA计数溢出（CF）中断*/ 　　CCAPM0 = 0x4d； /*高速输出模式，允许比较匹配中断（ECCF0=1）。*/ 　　CL = 0； /*清空PCA基本计数器。*/ 　　CH = 0； 　　CCAP0_tmp = 0； /*清空CCAP0重装载影射寄存器。*/ 　　PWMn_SetHigh（512）；/*设定占空比数据。*/ 　　CR = 1； /*启动PCA。*/ 　　EA = 1； /*允许总中断*/ 　　while（1）； 　　} 　　∥================================================= 　　∥ 函数： void PCA_interrupt （void） interrupt 7 　　∥ 描述： PCA中断服务程序。 　　∥ 参数： 无。 　　∥ 返回： 无。 　　∥================================================= 　　void PCA_ISR （void） interrupt 7 　　{ 　　if（CCF0） /*PCA模块0中断（只开放CCF0中断）*/ 　　{ 　　CCF0 = 0； /*清PCA模块0中断标志*/ 　　if（CCP0） 　　CCAP0_tmp += PWM_high； /*输出为高电平，则给影射寄存器装载高电平时间长度*/ 　　else 　　CCAP0_tmp += PWM_low； /*输出为低电平，则给影射寄存器装载低电平时间长度*/ 　　CCAP0L = （unsigned char）CCAP0_tmp；/*将影射寄存器写入捕获寄存器，先写CCAP0L*/ 　　CCAP0H = （unsigned char）（CCAP0_tmp >> 8）；/*注意：后写CCAP0H*/ 　　} 　　} 　　四、实验验证 　　某设计项目使用10位软件PWM功能，实验结果如图5、图6、图7所示。 　　图5 15%占空比 　　图6 50%占空比 　　图7 80%占空比 　　五、结语 　　本设计在多个实际项目使用，均能很好地实现控制要求，同时大大降低硬件成本。在实际应用中，考虑到中断的消耗，特别是其他中断服务开销很长时间时，有可能会影响本程序的正常运行，因此强烈建议将PCA模块中断优先级设为最高级，以实现更佳控制效果；同时建议在正常运行时，尽量不要关闭。 　　（作者单位：广东省粤东高级技工学校）
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如题，弄了好几天都不行，大家帮帮忙看一下头文件代码哪里有问题，编译没有提示错误。p1.3
p1.4脚就是没有输出pwm。急死我了。。。/*********************************************************************************************
两路PWM输出控制设置/*********************************************************************************************/#ifndef __SET_PWM_H__#define __SET_PWM_H__sfr AUXR
= 0x8E;//Declare SFR associated with the PCA
声明与PCA相关联的SFR
//PCA control register PCA控制寄存器 sbit
//PCA module-0 interrupt flag PCA模块0中断标志 sbit
//PCA module-1 interrupt flag PCA模块1中断标志 sbit
//PCA timer run control bit
PCA定时器运行控制位 sbit
//PCA timer overflow flag
PCA定时器溢出标志 sfr
//PCA mode register
PCA模式寄存器 sfr
//PCA base timer LOW
PCA基定时器低 sfr
//PCA base timer HIGH
PCA基定时器高 sfr
//PCA module-0 mode register PCA模块0模式寄存器 sfr
//PCA module-0 capture register LOW PCA模块0捕捉寄存器低 sfr
//PCA module-0 capture register HIGH PCA模块0捕捉寄存器高 sfr
//PCA module-1 mode register PCA模块1模式寄存器 sfr
//PCA module-1 capture register LOW PCA模块1捕捉寄存器低 sfr
//PCA module-1 capture register HIGH PCA模块1捕捉寄存器高 sfr
PCAPWM0 = 0xf2; sfr
PCAPWM1 = 0xf3;//***********************************************************************************/ //PWM模式设置 void Init_PWM() {
// set PWM mode 设定PWM工作模式
//初始PCA控制寄存器（PCA定时器停止，清除CF标志，清除所有模块中断标志） CL = 0;
//复位PCA基定时器
CH = 0;CMOD = 0x02; //设置PCA定时器的时钟源作为定时器0溢出，禁用PCA定时器溢出中断
CCAP0H = CCAP0L = 255;
//的PWM0端口输出X％占空比的方波
CCAPM0 = 0x42;
//PCA模块08位PWM模式工作，并没有PCA中断 CCAP1H = CCAP1L = 255; //PWM1端口输出X％占空比的方波 CCAPM1 = 0x42;
//PCA模块1,08位PWM模式工作，并没有PCA中断
//PCA定时器开始运行 }//***********************************************************************************/ //设置Timer0为8位自动重载模式，作为PWM时钟源 void Init_Timer0() {
// set timer0 mode AUXR = 0x00;
//定时器工作在12T模式
TMOD|= 0x02;
//设置定时器0计数器模式2（8位自动重装) TH0=TL0=155; //PWM 50Hz
TR0 = 1; //定时器0开始运行（如PWM CLK）
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额，没用过这个单片机，只用过用定时器实现pwm波的输出
我也做过，我的头文件是在stc下的。
你有这个芯片的手册吗？那上面有pwm的例程吧，很详细，各种模式的配置都有
我说说吧：首先，既然用这款单片机，就去STC官网下载头文件：stc12c5a60s2.h
这样省去了自己声明，定义寄存器的过程。既方便，又减少代码量。不输出波形可能原因： CCAP0H = CCAP0L = 255;//赋值255时，占空比最小,1/256
CCAP1H = CCAP1L = 255；;//赋值255时，占空比最小,1/256 当赋值为0x00时占空比最大，这两个 极端 都 不会 看到方波的。赋值0x80时，占空比50%
那是什么…
请教一下在输出PWM波时，手册说是在P1^3或P4^2这是什么意思，是表示这两个引脚会同时输出相同的PWM波还是说需要一些设置才可以激活P4^2的PWM波波形？
弱弱的问一句这一款单片机内置AD转换芯片么？
在吗？问个单片机问题
是怎么解决的
你前面那个ks103测距可以发下程序给我么
占空比设置错了0和255是没有PWM的
你主函数没写while(1)
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