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AVR的PWM波

发布时间:2020-08-25 发布时间:
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(1)一个实例:

这个程序是用ICC的向导生成的,很简单。
T0是作为普通8位定时器,频率100KHz,每次中断将PB0(pin1)状态反转,产生的是200KHz占空比50%的方波。
T1是作为工作模式9:相频可调PWM波发生器,频率初始化16KHz,占空比50%。请注意:
TCNT1是T0的定时器计数值,就是每个定时器时钟加1,和普通定时器的计数值寄存器作用一样。
OCR1A作为比较的TOP值。 OCR1B作为匹配输出值。
当TCNT1的值增加到OCR1B相等时,OC1B(pin18)清零,就是对应低电平;
然后TCNT1继续增加到OCR1A(就是TOP)的值,然后TCNT1开始减少,这个中间,OC1B(Pin18)状态不变;当TCNT1减少到OCR1B相等时,OC1B(pin18)置1,就是对应高电平。 然后TCNT1继续减少到0x00(就是BOTTOM),然后TCNT1又开始增加,这个中间,OC1B(pin18)状态不变。
OCR1B的值与OCR1A的比值就是PWM的占空比! 所以这个值必须比OCR1A小。当OCR1B为0时,PWM波就一直为低电平(相当于占空比为0);当OCR1B为OCR1A时,PWM波就一直为高电平(相当于占空比为100);当OCR1B为OCR1A的一半时,PWM波就是占空比为50%。
你可以修改OCR1B的值,然后重新下载程序运行,看看占空比的改变;也可以修改OCR1A的值,然后重新下载程序运行,看看频率的改变,不过要注意修改OCR1A时,同时注意OCR1B的值不要比OCR1A大。
模式9算是PWM生成中最复杂的一种,只要你理解了这个,对别的几种PWM都好理解。
TCNT0 = 0xB0; //set count
OCR0 = 0x50;
即使工作在normal模式下,这个OCR0仍然在和TCNT0进行比较,一旦匹配后,就会产生中断或者改变OC0脚上的电平(产生PWM)。改变这个值,就会改变中断发生的时间,或者改变OC0脚上的方波的频率了。
T1定时器1的模式9,相频修正模式,可以用来产生波形非常完整的PWM波。TCNT1设置初值,增加到0xFFFF的时间,然后从0开始计数,这个理解是正确的。可以画一个波形图对应理解一下:画一个占空比50%的方波,高电平上平分为1、2两段,低电平上平分为3、4两段。
1就是TCCNT1从初值加,-->0xFFFF阶段,这个阶段OCR1B为高电平;
2就是TCCNT1从0x00加-->OCR1B阶段,这个阶段为高电平;匹配后,变为低电平
3就是TCCNT1从OCR1B加-->OCR1A阶段,这个阶段为低电平;
4就是TCCNT1从OCR1A减-->OCR1B阶段,这个阶段为低电平;匹配后,变为高电平
TCCNT1的初值,就是保证第一段高电平的时间,这样才能形成一个完整周期的方波。而且,这个初值应该根据OCR1B的值而设,就是TCCNT1 = 0xffff-OCR1B+1;这样才能保证时间的匹配。
如果是模式9,那么每次变化后,算出占空比,算出OCR1B的值并赋值,会自动在下一个周期改变占空比为新值。easy。。。重点是:每次给OCR1B赋值,会在 下一个 周期改变占空比。
//实例:利用pwm控制led光暗及峰鳴器音量大小
//ICC-AVR application builder : 2005-4-18 12:46:03
// Target : M16
// Crystal: 4.0000Mhz
#include
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
void port_init(void);
void timer0_init(void);
void init_devices(void);
void delay_short(uint t);
uchar scan_key(void);

本文引用地址:/zixunimg/eepwimg/www.eepw.com.cn/article/201612/325055.htm

void port_init(void)
{
PORTA = 0x00;
DDRA = 0x00;
PORTB = BIT(PB3);
DDRB = BIT(PB3);
PORTC = 0x00; //m103 output only
DDRC = 0x00;
PORTD = 0x00;
DDRD = 0x00;
}
// WGM: PWM Phase correct
// desired value: 1KHz
// actual value: 0.980KHz (-2.0%)
void timer0_init(void)
{
TCCR0 = 0x00; //stop
TCNT0 = 0x01; //set count
OCR0 = 0xFF; //set compare
TCCR0 = 0x62; //start timer ; 相位修正, 8分頻
}
//call this routine to initialize all peripherals
void init_devices(void)
{
//stop errant interrupts until set up
CLI(); //disable all interrupts
port_init();
timer0_init();
MCUCR = 0x00;
GICR = 0x00;
TIMSK = 0x00; //timer interrupt sources
SEI(); //re-enable interrupts
//all peripherals are now initialized
}
void delay_short(uint t) // 短延時
{
uint i;
for (i=0;i}
uchar scan_key(void) // 按鍵掃瞄
{
uchar v;

v = 0;

if ((PIND & 0x07) != 0x07)
{

if ((PIND & 0x01) == 0)
{
v = 1;
delay_short(1000);
}

if ((PIND & 0x2) == 0)
{
v = 2;
delay_short(1000);
}

if ((PIND & 0x4) == 0)
{
v = 3;
delay_short(1000);
}
};
while((PIND & 0x07) != 0x07); // 判斷按鍵是不是放開
return v;
}
//
void main(void)
{
uchar key, OCR0_V;

init_devices();
OCR0_V = 0xff;

while(1)
{
key = scan_key();

if (key > 0)
{
if (key==1) // 減少佔空比
{
OCR0_V -= 10;
OCR0 = OCR0_V;
};

if (key==2) // 增加佔空比
{
OCR0_V += 10;
OCR0 = OCR0_V;
};

if (key==3) // 全黑,佔空比為100%
{
OCR0_V = 0xff;
OCR0 = OCR0_V;
};
}
};
}

實驗板接線:
PB3 -----> JA.1 及 JM
PD0 -----> K1
PD1 -----> K2
PD2 -----> K3
(2)相关详细理论说明:
符号定义:
BOTTOM 计数器计到0x0000 时即达到BOTTOM
MAX 计数器计到0xFFFF ( 十进制的65535) 时即达到MAX
TOP 计数器计到计数序列的最大值时即达到TOP。
TOP 值可以为固定值0x00FF、0x01FF或 0x03FF,或是存储于寄存器 OCR1A或ICR1里的数值,具体有赖于工作模式 分5种工作类型
1 普通模式 WGM1=0
跟51的普通模式差不多,有TOV1溢出中断标志,发生于MAX(0xFFFF)时
1 采用内部计数时钟 用于 ICP捕捉输入场合---测量脉宽/红外解码
(捕捉输入功能可以工作在多种模式下,而不单单只是普通模式)
2 采用外部计数脉冲输入 用于 计数,测频
其他的应用,采用其他模式更为方便,不需要像51般费神

2 CTC模式 [比较匹配时清零定时器模式] WGM1=4,12
跟51的自动重载模式差不多
1 用于输出50%占空比的方波信号
2 用于产生准确的连续定时信号
WGM1=4时, 最大值由OCR1A设定,TOP时产生OCF1A比较匹配中断标志
WGM1=12时,最大值由ICF1设定, TOP时产生ICF1输入捕捉中断标志
------如果TOP=MAX,TOP时也会产生TOV1溢出中断标志
注:WGM=15时,也能实现从OC1A输出方波,而且具备双缓冲功能
计算公式: fOCn="fclk"_IO/(2*N*(1+TOP))
变量N 代表预分频因子(1、8、64、256、1024),T2多了(32、128)两级。

3 快速PWM模式 WGM1=5,6,7,14,15
单斜波计数,用于输出高频率的PWM信号(比双斜波的高一倍频率)
都有TOV1溢出中断,发生于TOP时[不是MAX,跟普通模式,CTC模式不一样]
比较匹配后可以产生OCF1x比较匹配中断.
WGM1=5时, 最大值为0x00FF, 8位分辨率
WGM1=6时, 最大值为0x01FF, 9位分辨率
WGM1=7时, 最大值为0x03FF,10位分辨率
WGM1=14时,最大值由ICF1设定, TOP时产生ICF1输入捕捉中断 (单缓冲)
WGM1=15时,最大值由OCR1A设定,TOP时产生OCF1A比较匹配中断(双缓冲,但OC1A将没有PWM能力,最多只能输出方波)
改变TOP值时必须保证新的TOP值不小于所有比较寄存器的数值
注意,即使OCR1A/B设为0x0000,也会输出一个定时器时钟周期的窄脉冲,而不是一直为低电平
计算公式:fPWM=fclk_IO/(N*(1+TOP))
4 相位修正PWM模式 WGM1=1,2,3,10,11
双斜波计数,用于输出高精度的,相位准确的,对称的PWM信号
都有TOV1溢出中断,但发生在BOOTOM时
比较匹配后可以产生OCF1x比较匹配中断.
WGM1=1时, 最大值为0x00FF, 8位分辨率
WGM1=2时, 最大值为0x01FF, 9位分辨率
WGM1=3时, 最大值为0x03FF,10位分辨率
WGM1=10时,最大值由ICF1设定, TOP时产生ICF1输入捕捉中断 (单缓冲)
WGM1=11时,最大值由OCR1A设定,TOP时产生OCF1A比较匹配中断(双缓冲,但OC1A将没有PWM能力,最多只能输出方波)
改变TOP值时必须保证新的TOP值不小于所有比较寄存器的数值
可以输出0%~100%占空比的PWM信号
若要在T/C 运行时改变TOP 值,最好用相位与频率修正模式代替相位修正模式。若TOP保持不变,那么这两种工作模式实际没有区别
计算公式:fPWM=fclk_IO/(2*N*TOP)
5 相位与频率修正PWM模式 WGM1=8,9
双斜波计数,用于输出高精度的、相位与频率都准确的PWM波形
都有TOV1溢出中断,但发生在BOOTOM时
比较匹配后可以产生OCF1x比较匹配中断.
WGM1=8时,最大值由ICF1设定, TOP时产生ICF1输入捕捉中断 (单缓冲)
WGM1=9时,最大值由OCR1A设定,TOP时产生OCF1A比较匹配中断(双缓冲,但OC1A将没有PWM能力,最多只能输出方波)
相频修正修正PWM 模式与相位修正PWM 模式的主要区别在于OCR1x 寄存器的更新时间
改变TOP值时必须保证新的TOP值不小于所有比较寄存器的数值
可以输出0%~100%占空比的PWM信号
使用固定TOP 值时最好使用ICR1 寄存器定义TOP。这样OCR1A 就可以用于在OC1A输出PWM 波。
但是,如果PWM 基频不断变化(通过改变TOP值), OCR1A的双缓冲特性使其更适合于这个应用。
计算公式:fPWM=fclk_IO/(2*N*TOP)



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