单片机PWM(脉冲宽度调制)原理与实现
PWM基本原理及其应用实例
PWM基本原理及其应用实例PWM基本原理及其应用实例2009-06-26 14:12:02| 分类：嵌入式技术探索| 标签：|字号大中小订阅～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～理论篇（一）原理介绍～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～PWM（Pulse Width Modulation）控制——脉冲宽度调制技术，通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）。
PWM控制技术在逆变电路中应用最广，应用的逆变电路绝大部分是PWM型，PWM控制技术正是有赖于在逆变电路中的应用，才确定了它在电力电子技术中的重要地位。
1 PWM控制的基本原理理论基础：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。
冲量指窄脉冲的面积。
效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同。
低频段非常接近，仅在高频段略有差异。
面积等效原理：分别将如图1所示的电压窄脉冲加在一阶惯性环节（R-L 电路）上，如图2a所示。
其输出电流i(t)对不同窄脉冲时的响应波形如图2b所示。
从波形可以看出，在i(t)的上升段，i(t)的形状也略有不同，但其下降段则几乎完全相同。
脉冲越窄，各i(t)响应波形的差异也越小。
如果周期性地施加上述脉冲，则响应i(t)也是周期性的。
用傅里叶级数分解后将可看出，各i(t)在低频段的特性将非常接近，仅在高频段有所不同。
用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波，正弦半波N等分，看成N个相连的脉冲序列，宽度相等，但幅值不等；用矩形脉冲代替，等幅，不等宽，中点重合，面积（冲量）相等，宽度按正弦规律变化。
SPWM波形——脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形。
图3 用PWM波代替正弦半波要改变等效输出正弦波幅值，按同一比例改变各脉冲宽度即可。
PWM电流波：电流型逆变电路进行PWM控制，得到的就是PWM电流波。
脉冲宽度调制(PWM)技术
脉冲宽度调制(PWM)技术在电力电子变流器控制系统中，对于控制电路的要求往往是除能够控制负载的加电与断电外，还应该能够控制加载到负载上的电压高低及功率大小。
在大功率电力电子电路中，控制加载至负载上电压及功率的实用方法就是脉冲宽度调制(pulse width modulation, PWM)。
1. 面积等效原理在控制理论中，有一个重要的原理，即冲量等效原理：大小、波形不相同的窄脉冲变量(冲量)作用在具有惯性的环节上时，只要这些变量对时间的积分相等，其作用的效果将基本相同。
这里所说的效果基本相同是指惯性环节的输出响应波形基本相同。
例如，下图1示出的三个窄脉冲电压波形分别为矩形波、三角波和正弦波，但这二个窄脉冲电压对时间的积分相等，或者说它们的面积相等。
当这三个窄脉冲分别作用在只有惯性的同一环节上时，其输出响应基本相同。
因此，冲量等效原理也可以称为面积等效原理。
从数学角度进行分析，对上图1所示的三个窄脉冲电压波形进行傅里叶变换，则其低频段的特性非常相近，仅在高频段有所不同，而高频段对于具有惯性负载的电路影响非常小。
由此进一步证明了面积等效原理的正确性。
2. 脉冲宽度调制技术依据面积等效原理，在电路中可以利用低端电源开关或高端电源开关，以一定频率的导通和截止连续切换，使电源电压U i以一系列等幅脉冲(或称为矩形波)的形式加载到负载上，加载在负载上的电源电压Uo波形如图2所示。
图2所示的矩形波的电压平均值：此式表明在一个脉冲周期内，电压的平均值与脉冲的占空比是成正比的，于是，可以通过改变脉冲的占空比来调整加载到负载上的电压大小。
当占空比小时，加载到负载上的平均电压就低，即加载到负载上的功率小；而占空比大时，加载到负载上的平均电压就高，加载到负载上的功率大。
这种通过等幅脉冲调节负载平均电压及功率的方法称为脉冲宽度调制，也称为斩波控制。
采用脉冲宽度调制方式为负载供电，由于供电电压是脉动的，势必会产生出各种谐波。
pwm产生原理
pwm产生原理
脉冲宽度调制（PWM）是一种用于产生模拟信号的调制技术，通过调整信号的脉冲宽度来控制信号的平均值。
PWM产生原
理基于矩形脉冲信号，信号的高电平时间（脉冲宽度）与低电平时间之间的比例关系。
PWM信号的产生可以通过一个计数器和一个与之比较的固定
值（通常为一个可编程寄存器）实现。
首先，计数器从零开始计数，当计数器的值小于或等于比较值时，输出信号处于高电平状态。
当计数器的值超过比较值时，输出信号则置为低电平。
这样，通过控制比较值和计数器的频率，可以调节输出信号的脉冲宽度，从而实现不同的模拟信号输出。
具体的PWM产生过程可以描述如下：
1. 初始化计数器和比较值，设定PWM信号的频率和周期。
2. 开始计数，计数器按指定频率递增。
3. 当计数器的值小于或等于比较值时，输出信号置为高电平，否则置为低电平。
4. 当计数器的值达到设定的周期时，重新开始计数。
PWM信号的特点是具有固定的周期和可变的脉冲宽度。
通过
调节比较值的大小，可实现不同的脉冲宽度比例，从而控制输出信号的平均电平。
在电子领域中，PWM常用于控制电机的
转速、调节LED的亮度等应用中。
PWM电机调速原理及51单片机PWM程序经典
PWM电机调速原理及51单片机PWM程序经典pwm电机调速原理对于电机的转速调整，我们是采用脉宽调制（pwm）办法，控制电机的时候，电源并非连续地向电机供电，而是在一个特定的频率下以方波脉冲的形式提供电能。
不同占空比的方波信号能对电机起到调速作用，这是因为电机实际上是一个大电感，它有阻碍输入电流和电压突变的能力，因此脉冲输入信号被平均分配到作用时间上，这样，改变在始能端pe2和pd5上输入方波的占空比就能改变加在电机两端的电压大小，从而改变了转速。
此电路中用微处理机去同时实现脉宽调制，通常的方法存有两种：（1）用软件方式来实现，即通过执行软件延时循环程序交替改变端口某个二进制位输出逻辑状态去产生脉宽调制信号，设置相同的延时时间获得相同的充电电流。
（2）硬件实验自动产生pwm信号，不挤占cpu处置的时间。
这就要用到atmega8515l的在pwm模式下的计数器1，具体内容可参考相关书籍。
51单片机pwm程序产生两个pwm，要求两个pwm波形占空都为80/256,两个波形之间要错开，不能同时为高电平！高电平之间相差48/256，pwm这个功能在pic单片机上就存有，但是如果你就要用51单片机的话，也就是可以的，但是比较的麻烦.可以用定时器t0去掌控频率，定时器t1去掌控充电电流：大致的的编程思路就是这样的：t0定时器中断就是使一个i0口输入高电平，在这个定时器t0的中断当中再生制动定时器t1，而这个t1就是使io口输入低电平，这样发生改变定时器t0的初值就可以发生改变频率，发生改变定时器t1的初值就可以发生改变充电电流。
*程序思路说明：****关于频率和占空比的确定，对于12m晶振，假定pwm输出频率为1khz,这样定时中断次数**预设为c=10，即0.01ms中断一次，则th0=ff,tl0=f6;由于预设中断时间为0.01ms，这样**可以设定占空比可从1-100变化。
即0.01ms*100=1ms******************************************************************************* /#include#defineucharunsignedchar/******************************************************************************th0和tl0是计数器0的高8位和低8位计数器，计算办法:tl0=(65536-c)%6;**th0=(65536-c)/256,其中c为所要计数的次数即为多长时间产生一次中断；tmod就是计数器**工作模式挑选，0x01则表示采用模式1,它存有16十一位计数器，最小计数脉冲为65536,最久时**间为1ms*65536=65.536ms******************************************************************************* /#definev_th00xff#definev_tl00xf6#definev_tmod0x01voidinit_sys(void);/*系统初始化函数*/voiddelay5ms(void);unsignedcharzkb1,zkb2;voidmain(void){init_sys();zkb1=40;/*占空比初始值设定*/zkb2=70;/*占空比初始值设定*/while(1){if(!p1_1)//如果按了+键，减少充电电流{delay5ms();if(!p1_1){zkb1++;zkb2=100-zkb1;}}if(!p1_2)//如果按了-键，增加充电电流{delay5ms();if(!p1_2){zkb1--;zkb2=100-zkb1;/*对占空比值限定范围*/if(zkb1>99)zkb1=1;if(zkb1<1)zkb1=99;}}/*******************************************************函数功能：对系统进行初始化，包括定时器初始化和变量初始化*/voidinit_sys(void)/*系统初始化函数*/{/*定时器初始化*/tmod=\th0=v_th0;tl0=v_tl0;tr0=1;et0=1;ea=\}//延时voiddelay5ms(void){unsignedinttempcyc=1000;while(tempcyc--);}/*中断函数*/voidtimer0(void)interrupt1using2{staticucharclick=\/*中断次数计数器变量*/th0=v_th0;/*恢复定时器初始值*/tl0=v_tl0;++click;if(click>=100)click=\if(click<=zkb1)/*当小于占空比值时输出低电平，高于时是高电平，从而实现占空比的调整*/p1_3=0;elsep1_3=1;if(click<=zkb2)p1_4=0;elsep1_4=1;}<1.下面就是avr的程序，51产生pwm波麻烦，可以用avr。
单片机pwm控制原理
单片机pwm控制原理
单片机的PWM控制原理是通过改变信号的占空比来控制电压、电流或功率等的大小。
PWM（Pulse Width Modulation，脉宽
调制）是一种调制技术，其原理是通过不断变化的脉冲信号的占空比来控制输出信号的特性。
单片机中的PWM模块通常由一个计数器和一个比较器组成。
计数器会按照一个固定的频率进行计数，并将计数值与事先设置的比较值进行比较。
当计数器的值小于比较值时，输出信号为高电平；当计数器的值大于等于比较值时，输出信号为低电平。
通过不断改变比较值和计数器中的值，就可以实现不同占空比的PWM信号。
通过设置不同的比较值，可以实现不同占空比的脉冲信号。
当比较值接近计数器的最大值时，输出信号的占空比接近100%，输出信号持续保持高电平；当比较值接近0时，输出信号的占空比接近0%，输出信号持续保持低电平；当比较值接近计数
器最大值的一半时，输出信号的占空比为50%，即输出信号
高电平和低电平时间相等。
通过改变PWM信号的占空比，可以控制接在输出引脚上的外
部器件的电压、电流或功率等。
例如，可以通过改变一个驱动器的PWM信号的占空比来控制电机的转速。
当PWM信号的
占空比较大时，电机的转速较快；当PWM信号的占空比较小时，电机的转速较慢。
这种方式可以实现对电机的精确控制。
PWM控制技术广泛应用于电子电路、自动化控制系统、电力
电子等领域。
通过使用单片机中的PWM模块，可以实现简单、高精度的脉冲信号生成和对外部器件的精确控制。
单片机pwm控制的基本原理
单片机pwm控制的基本原理PWM（PulseWidthModulation）即脉宽调制，是单片机中常用的一种控制技术，是指把一个周期内的脉冲以脉冲宽度的方式进行表示，即将一个周期内的脉冲由单位宽度的多个脉冲组成，其占空比（duty cycle）可以被改变，以此来改变输出的平均值，而此波形即为PWM波形。
PWM使用单片机内部定时器和比较器进行实现，通常情况下，定时器的功能是用来定时计数，比较器的功能是用来判断一个值（定时计数值）是否超过另一个值（设定值），如果超过，则产生一个中断，从而产生一个可控制的脉冲宽度。
具体实现步骤如下:1.首先，设定一个定时计数器，其计数值连续增加，但只要计数值不超过设定值，该定时器就会继续计数；2.当定时器的计数值超过设定值时，比较器会产生一个中断，从而开始计算新的定时计数值；3.经过一定的计算后，比较器会对定时器的计数值进行更新，会根据设定的占空比来确定计数值，从而使得定时器产生不同宽度的脉冲；4.当定时器的计数值再次超过设定值时，比较器又会再次产生中断，从而产生新的脉冲序列，以此类推，持续进行计算，最终就可以得到控制的PWM波形。
通过上述步骤，可以得出以下的结论：PWM控制主要是通过改变设定值（即占空比）来改变输出的平均值，也就是说，通过改变占空比来改变输出波形的幅值，进而改变输出的平均值，从而实现控制的目的。
把PWM应用于实际的控制场合中，可以把它分为两种形式：（1）用单片机的PWM输出模式来控制负载设备（2）用单片机的PWM输入模式来控制负载设备用单片机的PWM输出模式来控制负载设备，可以简单地将单片机的PWM口连接到对应的负载设备上，从而实现负载设备的控制。
而用单片机的PWM输入模式来控制负载设备，可以将负载设备的输出PWM信号作为单片机的PWM输入模式。
利用单片机的定时器和比较器，可以对输入的PWM信号进行精确控制，进而实现负载设备的控制。
总之，PWM控制是单片机中应用比较广泛的一种控制技术，它可以用来控制负载设备的速度、增益、相位等参数，为实现对负载设备的有效控制奠定了坚实的基础。
单片机PWM调光原理与实现方法
单片机PWM调光原理与实现方法近年来，随着LED灯具的广泛应用，调光技术也变得越来越重要。
单片机作为调光控制的核心部件之一，使用PWM（脉宽调制）技术可以实现灯光的亮度调节。
本文将介绍单片机PWM调光原理及实现方法。
一、PWM调光原理PWM是一种基于时间的调光方法，通过改变信号的高低电平持续时间的比例来调节灯光的亮度。
该方法适用于LED等光源，因为LED的发光亮度与通电时间成正比。
PWM调光原理如下：1. 设定周期：在PWM调光中，首先需要设定一个时间的基本周期。
周期越大，灯光的亮度变化也就越平滑。
典型的PWM周期一般为几十微秒。
2. 设定占空比：占空比是表示高电平时间占总周期时间的比例，通常以百分比表示。
占空比越高，灯光亮度越大；占空比越低，灯光亮度越小。
3. 生成PWM信号：根据设定的周期和占空比，单片机通过不断计数生成PWM信号。
当计数值小于占空比时，输出高电平；当计数值大于占空比时，输出低电平。
通过改变计数阈值，可以实现不同占空比的PWM信号。
4. 连接LED灯：通过PWM输出口将生成的PWM信号连接到LED灯。
当PWM信号为高电平时，LED点亮；为低电平时，LED熄灭。
通过不断重复生成PWM信号，可实现灯光的调光效果。
二、实现方法在单片机上实现PWM调光功能有多种方法，下面将介绍两种常见的实现方法。
1. 软件实现PWM调光软件实现PWM调光是通过单片机的定时器和计数器来实现的。
具体步骤如下：1) 设置定时器：选择适合的定时器工作模式，并设置定时周期。
定时周期即为PWM的周期。
2) 设置计数器：设置计数器的初值。
3) 发出PWM信号：当计数器值小于占空比时，输出高电平；否则输出低电平。
4) 重复步骤3，不断更新计数器的值，从而生成PWM信号。
2. 硬件实现PWM调光硬件实现PWM调光是通过使用专用的PWM模块和电路来实现的。
具体步骤如下：1) 配置PWM模块：根据单片机的特点，选择适合的PWM模块，并进行配置。
单片机pwm控制的基本原理
单片机pwm控制的基本原理单片机PWM控制的基本原理引言：随着科技的不断发展，单片机在各个领域的应用越来越广泛。
其中，通过单片机的PWM（脉宽调制）控制技术，可以实现对电机、LED 灯等设备的精确控制。
本文将介绍单片机PWM控制的基本原理，以及其在实际应用中的重要性。
一、什么是PWM控制？PWM，即脉宽调制（Pulse Width Modulation），是一种常见的模拟信号产生技术。
它通过控制信号的脉冲宽度来控制电路的平均电平，从而实现对各种设备的精确控制。
二、单片机PWM的工作原理单片机的PWM控制是通过改变脉冲信号的周期和占空比来实现的。
1. 脉冲信号的周期脉冲信号的周期是指脉冲的时间间隔，通常用T表示。
单片机可以通过设置定时器的初值和计数方式，来实现脉冲信号的周期控制。
定时器的时钟源可以选择内部时钟源或外部时钟源，根据需要进行配置。
通过调整定时器的初值，可以改变脉冲信号的周期。
2. 脉冲信号的占空比脉冲信号的占空比是指脉冲高电平时间与周期的比值，通常用D表示。
单片机可以通过改变定时器的计数值，来控制脉冲信号的占空比。
当计数值小于定时器初值时，输出为高电平；当计数值大于等于定时器初值时，输出为低电平。
通过调整定时器的计数值，可以改变脉冲信号的占空比。
三、单片机PWM控制的应用单片机PWM控制在各个领域都有广泛的应用，下面以电机控制和LED灯控制为例进行说明。
1. 电机控制电机控制是单片机PWM应用的重要领域之一。
通过改变PWM信号的占空比，可以控制电机的转速和转向。
当占空比较大时，电机转速较快；当占空比较小时，电机转速较慢。
通过适当调整占空比，还可以实现电机的正转、反转和停止。
2. LED灯控制单片机PWM控制还常用于LED灯的亮度调节。
通过改变PWM信号的占空比，可以控制LED灯的亮度。
当占空比较大时，LED灯亮度较高；当占空比较小时，LED灯亮度较低。
通过不断改变占空比，还可以实现LED灯的呼吸灯效果。
简述stm32f407单片机产生pwm波的原理。 -回复
简述stm32f407单片机产生pwm波的原理。
-回复STM32F407单片机是ST公司推出的一款高性能单片机，具有丰富的外设资源和较高的速度。
其中，产生PWM波是其常见的应用之一。
本文将对STM32F407单片机产生PWM波的原理进行简述。
一、什么是PWM波脉冲宽度调制（PWM）是一种调制方式，在一个周期的时间内，通过改变脉冲的高电平时间来控制平均功率的大小。
通过调整PWM信号的占空比，可以控制输出的平均功率。
PWM波在电子产品中应用广泛，例如电机驱动、LED灯控制等。
二、STM32F407单片机的PWM输出模块STM32F407单片机具有多个PWM输出通道，可以用于控制外设设备。
它的PWM输出模块主要由以下几个部分组成：1.定时器（TIM）：用于产生PWM波的时间基准。
STM32F407单片机内部有多个定时器可供选择，例如TIM1、TIM2、TIM3等。
2.通道（Channel）：定时器可以有多个通道，每个通道可以独立地产生PWM波。
每个通道都有一个输出引脚与之对应。
3.自动重装载寄存器（ARR）：用于设定PWM波的周期。
定时器每计数到ARR的值时，将重新开始计数。
4.占空比寄存器（CCR）：用于设定每个通道输出电平的高电平时间。
三、产生PWM波的步骤1.初始化定时器：首先，需要初始化定时器模块。
通常情况下，可以设置定时器的时钟源、预分频系数等参数。
可以利用STM32CubeMX软件进行图形化配置。
2.设定周期：根据需要，设定PWM波的周期。
首先，根据设备的工作频率和需要的PWM波周期计算出ARR的值。
然后，将ARR的值写入定时器的自动重装载寄存器中。
3.设定占空比：根据需求，设定PWM波的高电平时间，即占空比。
计算得到占空比对应的CCR的值，然后将其写入所需通道的CCR寄存器中。
4.开启输出：启用所需通道的PWM输出功能，将相关引脚配置为输出模式。
5.启动定时器：最后，启动定时器，使其开始计数和产生PWM波。
单片机PWM原理及方案选择指南
单片机PWM原理及方案选择指南引言脉冲宽度调制（PWM）是一种常用的数字信号调制技术，常被应用于单片机控制中。
本文将介绍PWM的原理和其在单片机控制中的应用，并提供一个方案选择指南，帮助读者根据不同需求选择适合的单片机PWM方案。
一、PWM原理1. 什么是PWM？PWM是一种模拟信号的数字调制技术，通过改变脉冲的宽度，实现对模拟信号的控制。
在PWM信号中，脉冲的宽度代表了模拟信号的幅度。
因为单片机只能输出数字信号，通过PWM技术，我们可以模拟出连续的模拟信号。
2. PWM的工作原理PWM信号是由周期固定的脉冲组成的，周期由频率决定。
脉冲的宽度决定了信号的幅度。
通常情况下，脉冲宽度是可调的，通过改变脉冲宽度，可以实现对模拟信号的控制。
3. PWM的应用PWM广泛应用于电机控制、照明调光、音频放大和通信系统等领域。
在单片机控制中，PWM常被用于控制电机的速度和位置，调光灯的亮度以及产生音频信号等。
二、PWM方案选择指南1. 选择合适的单片机在选择PWM方案之前，我们首先需要选择合适的单片机。
以下是一些考虑因素：1）PWM输出通道数量：根据实际需求，选择具备足够PWM输出通道的单片机。
通常情况下，单片机的产品手册或数据表会明确列出其PWM输出通道的数量。
2）PWM分辨率：PWM的分辨率是指能够生成的不同占空比的数量。
分辨率越高，输出的模拟信号越精确。
单片机的PWM分辨率通常由其工作频率和定时器的位数决定。
3）电源电压和电流：根据实际应用的电源要求，选择合适的单片机工作电压范围和电流。
4）功能需求：根据具体需求，选择具备适当功能特性的单片机，如定时器、比较器、ADC/DAC等。
这些功能可以进一步优化PWM的应用。
2. 设计PWM方案选择了合适的单片机后，我们需要设计PWM方案。
以下是一些建议和注意事项：1）确定PWM频率：PWM频率通常是固定的，并且需要根据具体应用进行选择。
较低的频率可能导致马达噪音或闪烁的灯光，而较高的频率可能会引起电磁干扰。
PWM原理与实现
PWM原理与实现PWM（Pulse Width Modulation）脉冲宽度调制是一种用于控制电子设备输出信号的技术，通过改变脉冲的宽度来实现对信号的调节。
在PWM技术中，一个周期内的脉冲宽度和周期时间成比例，通过改变脉冲宽度的比例来改变输出信号的幅度。
PWM技术广泛应用于电力变换和控制领域，最常见的应用是用于调节电机的速度、亮度调节以及音频放大器的输出等。
以下是PWM的实现原理、实现方法以及其应用。
首先，PWM的实现原理：1.建立一个基准信号：PWM输出的周期是固定的，一般为一个高电平和一个低电平组成的一个完整周期。
基准信号的周期称为持续时间。
2.设定所需信号的幅度：通过改变脉冲宽度的比例来改变输出信号的幅度，脉冲宽度占整个信号周期的比例越大，输出信号的幅度就越大。
3.生成PWM信号：通过定时器和计数器等硬件设备，根据所设定的比例生成相应的PWM信号。
接下来，介绍PWM的实现方法：1.软件PWM实现方法：利用单片机的IO口进行控制。
通过设定IO口的电平状态和延时时间来实现不同占空比的PWM输出。
这种方法简单易懂，但由于软件延时的误差较大，精度较低。
2.硬件PWM实现方法：利用单片机内部的定时器/计数器等专门硬件模块进行控制。
通过设置计数器的初值和定时器的参数，可以实现任意占空比的PWM输出。
这种方法精度较高，但需要较复杂的硬件支持。
最后1.电机控制：PWM技术广泛应用于电机控制中，可以实现对电机的速度调节。
通过改变PWM信号的占空比，可以实现电机的正转、反转以及不同速度的控制。
2.灯光调节：PWM技术可以用于灯光的亮度调节。
通过改变PWM信号的占空比，可以控制灯光的亮度变化，实现灯光的调光功能。
3.音频放大器：PWM技术也可以用于音频放大器的输出控制。
通过改变PWM信号的占空比，可以控制音频信号的幅度变化，实现音频信号的放大。
综上所述，PWM是一种通过改变脉冲宽度来调节输出信号的技术。
它的实现原理是通过改变脉冲宽度的比例来改变输出信号的幅度。
单片机的PWM输出原理与应用
单片机的PWM输出原理与应用在单片机技术中，脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）是一种常见的数字信号调制技术。
PWM信号通过控制信号的高电平和低电平的时间比例，模拟出连续电平的变化，具有精确控制电平的特点。
本文将介绍单片机的PWM输出原理及其应用。
一、PWM输出原理单片机的PWM输出原理基于时间控制。
其基本思想是通过调整高电平和低电平之间的时间比例，实现对输出电平的控制。
单片机的PWM输出可以通过特定的寄存器进行配置。
以下是PWM输出的工作原理。
1. 设置定时器：通过单片机的定时器，设置一个固定的计数周期。
计数周期内的计数次数根据所需的PWM信号频率和单片机的时钟频率决定。
2. 输出比例设定：设置一个比较寄存器，该寄存器的值决定了高电平的持续时间。
将此值与定时器的计数值进行比较，当两者相等时，PWM信号的输出电平变为低电平。
3. 输出电平控制：在定时器计数过程中，当计数值小于比较寄存器的值时，输出信号的电平为高电平；当计数值大于等于比较寄存器的值时，输出信号的电平为低电平。
通过调整比较寄存器的值，可以控制高电平和低电平的时间比例，从而改变PWM输出的占空比。
占空比是高电平时间与一个完整周期的比例，可用于控制输出电平。
二、PWM输出应用PWM输出在单片机应用中有广泛的用途，以下列举了几个常见的应用领域。
1. 电机控制：PWM输出可用于直流电机的速度调节。
通过改变PWM信号的占空比，可以改变电机的转速。
占空比增大，则电机转速增加；占空比减小，则电机转速减小。
2. LED亮度控制：PWM输出可以实现LED的亮度调节。
改变PWM信号的占空比，可以改变LED的亮度。
占空比增大，则LED亮度增加；占空比减小，则LED亮度减小。
3. 温度控制：PWM输出可以用于温度控制系统中的电热器控制。
通过改变PWM信号的占空比，可以调节电热器工作时间比例，从而控制温度。
4. 音频处理：PWM输出可以实现音频信号的数字调制。
单片机PWM原理与实现
单片机PWM原理与实现一、原理介绍脉冲宽度调制是一种控制模拟信号的技术，通过改变脉冲的宽度来控制电路的输入信号。
在单片机中，脉冲宽度调制通常是通过周期性地变化I/O口的输出电平来实现的。
脉冲的宽度表示了一个周期内的高电平时间占总时间的比例。
PWM信号的周期由单片机的时钟频率和预设的计数器值决定。
通常，计数器从0开始计数，当计数器的值等于预设值时，就会自动复位并触发一个中断。
在每次中断中，我们可以改变I/O口的输出电平来生成脉冲宽度可变的PWM信号。
在应用中，PWM信号可以用来控制电机的速度、LED灯的亮度和舵机的角度等。
通过改变PWM的脉宽，我们可以控制输出电流、电压或功率的大小，从而实现对电子设备的精确控制。
二、实现方法实现单片机PWM通常需要以下步骤：1.选择合适的定时器/计数器：单片机通常具有多个定时器/计数器，我们需要选择适合PWM生成的定时器/计数器。
选择定时器时，需要考虑定时器的分辨率和可用的时钟源。
2.初始化定时器：在使用定时器前，需要初始化定时器的工作模式和计数器的初值。
例如，我们可以选择定时器工作在比较模式或相位正确模式。
计数器的初值决定了PWM信号的周期。
3.设置PWM的占空比：PWM信号的占空比表示高电平时间与总周期的比例。
一般情况下，我们可以通过改变计数器的预设值来改变PWM的占空比。
4.配置I/O口：选择合适的I/O口作为PWM输出端口，并设置该I/O 口的工作模式为输出模式。
在定时器的中断中，通过改变I/O口的电平来实现PWM信号的输出。
5.启动定时器：在设置好以上参数后，我们需要启动定时器来开始生成PWM信号。
一般情况下，定时器开始计数后会触发中断，在中断中可以改变I/O口的输出电平。
6.调整占空比：如果需要改变PWM信号的占空比，我们可以通过改变计数器的预设值来实现。
通过改变预设值，我们可以改变中断触发周期内的高电平时间。
7.停止定时器：如果不再需要生成PWM信号，我们可以停止定时器来关闭PWM输出。
单片机PWM信号发生器的原理与设计
单片机PWM信号发生器的原理与设计引言在现代电子技术中，脉冲宽度调制(PWM)信号发生器被广泛应用于各种电路和系统中。
单片机作为常见的嵌入式系统解决方案，具备了成本低、功耗低、可编程性强等优势，因此被广泛用于PWM信号发生器设计中。
本文将介绍单片机PWM 信号发生器的原理与设计。
一、PWM信号发生器的原理1.1 脉冲宽度调制(PWM)概述脉冲宽度调制(PWM)是一种将模拟信号转换为数字信号的技术。
PWM信号由连续的短脉冲组成，其脉冲的宽度可以根据需要进行调整。
通过改变脉冲信号的宽度与周期之比，可以模拟出不同的模拟信号输出。
1.2 PWM信号发生器的基本原理PWM信号发生器的基本原理是通过控制脉冲的宽度和周期，实现对输出波形的精确控制。
单片机通常具有定时器模块，通过定时器模块的特定设置，可以生成精确的脉冲信号。
单片机还需要连接输出引脚，将生成的PWM信号输出给外部电路。
二、单片机PWM信号发生器的设计2.1 硬件设计单片机PWM信号发生器的硬件设计包括选择合适的单片机、外部电路连接和输出端口设计。
首先，选择适合的单片机。
考虑到PWM信号发生器需要高精度、可编程性强的特点，可以选择带有定时器模块的单片机。
常见的单片机型号有ATmega系列、PIC系列等。
根据实际需求选择合适的型号。
其次，进行外部电路连接。
通常需要连接电源、晶体振荡器以及输出端口。
电源提供电压稳定源，晶体振荡器提供时钟信号。
输出端口需要连接到PWM信号的目标设备上。
最后，进行输出端口设计。
根据实际需求确定输出端口的数量和类型。
常用的输出接口有GPIO、PWM输出等。
根据单片机型号和外部电路要求进行设计。
2.2 软件设计单片机PWM信号发生器的软件设计包括定时器设置和PWM生成代码编写。
首先，进行定时器设置。
根据单片机型号和需求，设置定时器的时钟源、分频系数、计数模式等参数。
通过合理的定时器设置，可以实现精确的脉冲宽度和周期控制。
其次，编写PWM生成代码。
32单片机pwm控制直流电机的实验报告
32单片机pwm控制直流电机的实验报告实验名称：32单片机PWM控制直流电机实验实验目的：通过学习和实验，让学生了解32单片机PWM控制直流电机的原理和实现方式。
实验原理：PWM即脉冲宽度调制，是一种常用的调制方式。
其原理是基于脉冲的占空比，通过改变脉冲的宽度来控制输出信号的平均值。
在32单片机中，我们可以通过配置寄存器和引脚功能来实现PWM输出。
此次实验中，我们需要通过PWM控制直流电机的速度。
对于直流电机，我们可以通过改变电机的电压来改变其转速，因此我们可以通过控制PWM信号的占空比来实现对直流电机速度的控制。
实验过程：1、准备材料：32单片机、电位器、直流电机，电容等。
2、将电位器接入32单片机的ADC引脚，通过调节电位器来改变ADC引脚的电压。
3、编写程序，配置32单片机PWM模块，实现对直流电机的速度控制。
程序示例如下：#include <reg52.h>sbit IN1 = P3^0;sbit IN2 = P3^1;sbit EN = P3^2;unsigned int speed;void timer0_init(){TMOD = 0x02;TH0 = 0xff;TL0 = 0xff;ET0 = 1;EA = 1;TR0 = 1;}{timer0_init();while(1){speed = ADC_Get(1);TH0 = speed >> 8;TL0 = speed;P1 = speed;}}void pwm_init(){TMOD |= 0x10;TL1 = 0x00;TH1 = 0x00;ET1 = 1;TR1 = 1;EA = 1;}void pwm_output(unsigned int duty) {int value;value = duty*10;TL1 = value;TH1 = value >> 8;}void timer1_isr() interrupt 3{IN1 = 0;IN2 = 1;pwm_output(90);}void timer0_isr() interrupt 1{EN = 1;}4、进行编译和下载，将32单片机与电机、电源等接线好。
pwm脉宽调速原理
pwm脉宽调速原理
脉宽调制（PWM）是一种常用的电机调速技术，它通过改变脉冲信号的宽度来控制电机的速度。
其基本原理如下：
1. PWM 信号的产生：PWM 信号是一个矩形波，其宽度可以通过调整占空比来改变。
占空比是指脉冲信号的高电平时间与周期的比值。
例如，一个 PWM 信号的周期为 10 毫秒，高电平时间为 5 毫秒，则占空比为 0.5。
2. 电机的速度控制：PWM 信号可以用来控制电机的速度。
当 PWM 信号的占空比增大时，电机的平均电压也会增加，从而导致电机的转速增加。
反之，当占空比减小时，电机的平均电压降低，从而导致电机的转速降低。
3. PWM 调速的实现：为了实现 PWM 调速，需要使用一个 PWM 控制器。
PWM 控制器可以接收一个速度设定信号，并根据该信号产生相应的 PWM 信号。
PWM 信号经过驱动电路放大后，驱动电机转动。
4. 速度反馈控制：为了提高 PWM 调速的精度和稳定性，通常会使用速度反馈控制。
速度反馈控制可以通过测量电机的转速，并将其反馈给 PWM 控制器，从而实现对电机速度的精确控制。
总之，PWM 脉宽调速原理是通过改变 PWM 信号的占空比来控制电机的速度。
PWM 控制器接收速度设定信号，并根据该信号产生相应的 PWM 信号，驱动电机转动。
为了提高调速的精度和稳定性，通常会使用速度反馈控制。
单片机PWM输出原理与应用实现
单片机PWM输出原理与应用实现一、引言在嵌入式系统中，单片机是最常用的控制核心之一。
其中，脉冲宽度调制（PWM）输出是单片机中常见且重要的功能之一。
本文将介绍单片机PWM输出的原理及其在实际应用中的实现方法。
二、单片机PWM输出原理1. PWM基本原理脉冲宽度调制是一种通过改变信号的占空比来控制电平的方法。
PWM信号周期性地以高电平和低电平交替出现，其中高电平持续时间称为脉冲宽度。
通过调整脉冲宽度和周期的比例，可以改变信号的平均电平值。
在单片机中，PWM输出一般是通过定时器模块来实现的。
2. 定时器模块定时器是单片机中用于计时和产生脉冲的重要外设。
在PWM输出中，常用的定时器模块有通用定时器（如AVR单片机的Timer/Counter）和专用定时器（如ATmega16中的PWM模块）。
定时器通常由一个计数器和若干个比较器组成。
计数器用于计数，比较器用于比较计数器的值与预设值。
3. 实现PWM输出实现PWM输出的基本步骤如下：（1）选择合适的定时器模块，并进行配置。
配置包括设置计数器的工作模式、预设比较器的值和选择计时器的时钟源等。
（2）设置占空比。
占空比是指高电平时间与周期之比，通常以百分比表示。
设置占空比可以通过改变比较器的值来实现。
（3）启动定时器，开始输出PWM信号。
定时器将按照预设的比较器值周期性地产生PWM波形。
三、单片机PWM输出应用实现1. LED亮度控制单片机的PWM输出可以用于控制LED的亮度。
以基于AVR单片机的PWM 功能为例，以下是实现LED亮度控制的基本步骤：（1）选择一个可用的数字输出引脚，配置为PWM输出模式。
（2）设置定时器的工作模式为PWM模式，并设置预设比较器的值以控制占空比。
（3）在主循环中改变比较器的值，从而改变LED的亮度。
2. 电机速度控制PWM输出还可以用于控制电机的转速。
以下是基于单片机的电机速度控制的基本步骤：（1）选择一个可用的数字输出引脚，配置为PWM输出模式。
单片机正负pwm波 -回复
单片机正负pwm波-回复单片机正负PWM波介绍与应用探究引言：在单片机的应用领域中，正负PWM波是一种常见而重要的电信号类型。
它既可以用于控制电机的转速，也可以用于LED的亮度调节等场景下。
本文将一步一步地介绍单片机正负PWM波的原理、产生方法及其应用领域。
第一部分：正负PWM波的原理1. 正负PWM波是什么？正负PWM波是指具有正占空比和负占空比的脉冲宽度调制（PWM）波形。
正占空比和负占空比分别表示高电平时间和低电平时间相对于一个周期的比例。
正负PWM波一般用于控制电平为正的电压和电平为负的电压。
2. 正负PWM波的产生原理正负PWM波的产生主要依赖于单片机的定时器/计数器模块以及输出比较模块。
通过设置定时器的计数周期和比较值，并根据比较结果产生高电平和低电平，从而产生正负PWM波。
第二部分：正负PWM波的产生方法1. 单片机定时器的设置首先，选择一个合适的定时器（如PWM定时器）以及相关的时钟源。
然后，通过设置定时器的计数模式、计数周期和预分频值，确定正负PWM 波的周期和频率。
2. 单片机输出比较模块的设置在正负PWM波的产生中，常常需要通过单片机的输出比较模块来比较定时器的计数值与比较值，以决定输出高电平还是低电平。
通过设置比较值，可以实现正负PWM波的占空比调节。
3. 编写程序实现PWM波产生在单片机的程序中，根据具体的芯片型号和开发环境，编写相应的PWM波产生程序。
通常需要设置计时器和比较器的相关寄存器来实现PWM波的周期和占空比的调节。
第三部分：正负PWM波的应用领域1. 电机控制正负PWM波可以实现对电机的转速控制。
通过调节PWM波的占空比，可以改变电机供电电压的大小，从而控制电机转动的速度和方向。
2. LED亮度调节正负PWM波可以用于LED的亮度调节。
通过调节PWM波的占空比，可以改变LED灯的亮度，实现灯光的调节和效果控制。
3. 音频处理正负PWM波也可以应用于音频领域。
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、PWM原理
2、调制器设计思想
3、具体实现设计
一、PWM（脉冲宽度调制Pulse Width Modulation）原理：
脉冲宽度调制波通常由一列占空比不同的矩形脉冲构成，其占空比与信号的瞬时采样值成比例。
图1所示为脉冲宽度调制系统的原理框图和波形图。
该系统有一个比较器和一个周期为Ts的锯齿波发生器组成。
语音信号如果大于锯齿波信号，比较器输出正常数A，否则输出0。
因此，从图1中可以看出，比较器输出一列下降沿调制的脉冲宽度调制波。
通过图1b的分析可以看出，生成的矩形脉冲的宽度取决于脉冲下降沿时刻t k时的语音信号幅度值。
因而，采样值之间的时间间隔是非均匀的。
在系统的输入端插入一个采样保持电路可以得到均匀的采样信号，但是对于实际中tk-kTs< （1）
其中，x{t}是离散化的语音信号；Ts是采样周期；是未调制宽度；m是调制指数。
然而，如果对矩形脉冲作如下近似：脉冲幅度为A，中心在t = k Ts处，在相邻脉冲间变化缓慢，则脉冲宽度调制波xp(t)可以表示为：
（2）
其中，。
无需作频谱分析，由式（2）可以看出脉冲宽度信号由语音信号x(t)加上一个直流成分以及相位调制波构成。
当时，相位调制部分引起的信号交迭可以忽略，因此，脉冲宽度调制波可以直接通过低通滤波器进行解调。
二、数字脉冲宽度调制器的实现：
实现数字脉冲宽度调制器的基本思想参看图2。
图中，在时钟脉冲的作用下，循环计数器的5位输出逐次增大。
5位数字调制信号用一个寄存器来控制，不断于循环计数器的输出进行比较，当调制信号大于循环计数器的输出时，比较器输出高电平，否则输出低电平。
循环计数器循环一个周期后，向寄存器发出一个使能信号EN，寄存器送入下一组数据。
在每一个计数器计数周期，由于输入的调制信号的大小不同，比较器输出端输出的高电平个数不一样，因而产生出占空比不同的脉冲宽度调制波。
图3
为了使矩形脉冲的中心近似在t=kTs处，计数器所产生的数字码不是由小到大或由大到小顺序变化，而是将数据分成偶数序列和奇数序列，在一个计数周期，偶数序列由小变大，直到最大值，然后变为对奇数序列计数，变化为由大到小。
如图3例子。
奇偶序列的产生方法是将计数器的最后一位作为比较数据的最低位，在一个计数周期内，前半个周期计数器输出最低位为0，其他高位逐次增大，则产生的数据即为偶数序列；后半个周期输出最低位为1，其余高位依次减小，产生的数据为依次减小的偶序列。
具体电路可以由以下电路图表示：
三、8051中的PWM模块设计：
应该称为一个适合语音处理的PWM模块，输出引脚应该外接一积分电路。
输出波形的方式适合作语音处理。
设计精度为8位。
PWM模块应包括：
1、比较部分（Comp）：
2、计数部分（Counter）：
3、状态及控制信号寄存/控制器（PWM_Ctrl）；
1）状态积寄存器：（Flags），地址：E8H ；
①EN：PWM模块启动位，置位为‘1’将使PWM模块开始工作；
②（留空备用）
③④解调速率标志位：00 –无分频；01 –2分频；10 –10分频；11 –16分频。
（RESET 后为00）
⑤（留空备用）
⑥（留空备用）
⑦（留空备用）
⑧（留空备用）
注意：该寄存器可以位操作情况下可写，不可读；只能在字节操作方式下读取。
2）数据寄存器（DataStore），地址：F8H；
注意：该寄存器值不可读，只可写。
4、端口：
1）数据总线（DataBus）；（双向）
2）地址总线（AddrBus）；（IN）
3）PWM波输出端口（PWMOut）；（OUT）
4）控制线：
①CLK：时钟；（IN）
②Reset：异步复位信号；（IN 低电平有效）
③WR：写PWM RAM信号；（IN 低电平有效）；
④RD：读PWM RAM信号；（IN 低电平有效）
⑤DONE：接受完毕反馈信号；（OUT 高电平有效）
⑥INT：中断申请信号；（OUT 低电平有效）
⑦IntResp：中断响应信号；（In低电平有效）
⑧ByteBit：字节/位操作控制信号（IN 1-BYTE 0-BIT）；
⑨⑩
中断占用相当于MCU8051的外部中断2，则可保证在5个指令周期之内，“读取数据”中断必定得到响应。
PWM模块使用方法：因为占用了8051外部中断1，所以在不使用该模块时，应该把外部中断2屏蔽。
而PWM模块产生的中断请求可以看作是“能接受数据”的信号。
中断方法如后“中断读取数据过程”。
使用PWM模块，应该先对内部地址8FH的数据寄存器写入数据，然后设置地址8EH的状态寄存器最低位（0）为‘1’，即PWM模块开始工作并输出PWM调制波（如TIMER模块）。
在输出PWM调制波过程中，应及时对PWM写入下一个调制数据，保证PWM连续工作，输出波形连续。
（待改进）
中断读取数据过程：
PWM模块可以读取数据，申请中断信号INT置位为‘0’，等待8051响应；
8051接受到中断申请后，作出中断响应，置位IntResp信号线为‘0’；
PWM模块收到IntResp信号后，把中断申请信号INT复位为‘1’，等待8051通知读取数据WR信号；
8051取出要求数据放于数据总线（DataBus）上，并置WR信号为‘0’；
PWM模块发现WR信号为‘0’，由数据总线（DataBus）上读取数据到内部数据寄存器，将DONE位置位为‘1’；
8051发现DONE信号的上跳变为‘1’，释放数据总线；
PWM模块完成当前输出周期，复位DONE为‘0’，从此当前数据寄存器可以再次接受数据输入。
注意事项：
1）输出的PWM信号中的高电平部分必须处于一个输出周期的中间，不能偏离，否则输出语音经过低通后必定是一失真严重的结果。
2）对于8位精度的PWM，每个输出周期占用256（28）个机器周期，但是包含256个机器周期至少有22个指令周期，亦即264（22*12）个机器周期，由于语音信号的连续性，256与264之间相差的8个机器周期是不能由之丢空的，否则也会使输出信号失真。
如果将须输出数字量按256/264的比例放大输出，亦不可行，因为如此非整数比例放大，放大倍数很小，则经过再量化后小数部分亦会被忽略掉，产生失真。
举例：输出数字量为16，按比例放大后为16.5，更会产生难以取舍的问题。
故采取以下办法：该模块以时钟周期为标准，而与TMBus无关，即基本上与8051部分异步工作。
读取数据方式为每次读取足够数据段储存于模块内的RAM内（暂定每次读取8字节），储存字节数必须能保证PWM输出该段数据过程中，有足够时间从RAM处继续读取数据。
由于占用了8051的外部中断2，中断申请在3个指令周期（36个时钟周期）内必定能得到响应，而PWM模块处理一个数据需要固定耗时256个时钟周期，故能保证PWM模块顺序读取数据中断能及时得到响应，不会影响调制信号的连续性。
3）RD RAM过程是异步过程。
4）输出后数据寄存器不自动清零。
因为可以通过把Flags(0)写‘0’而停止PWM模块继续工作
参考链接：file:///E:/PWM/单片机PWM(脉冲宽度调制)原理与实现-东哥单片机学习网.htm。