按键控制单片机PWM输出设计
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PWM(Pulse Width Modulation,脉宽调制)是一种常用的调制技术,通过改变信号的脉宽来控制输出电平的占空比。
在51系列的单片机中,常用的PWM输出方式有基于定时/计数器和软件实现两种方法。
一、基于定时/计数器的PWM输出方法:在51系列单片机中,内部有多个定时/计数器可用于实现PWM输出。
这些定时/计数器包括可编程定时/计数器T0、T1、T2和看门狗定时器。
1.T0定时/计数器:T0定时/计数器是最简单和最常用的PWM输出方式之一、通过配置T0定时/计数器的工作模式和重装值来实现PWM输出。
具体步骤如下:(1)选择T0的工作模式:将定时/计数器T0设置为工作在16位定时器模式,并使能PWM输出。
(2)设置T0的重装值:通过设定T0的装载值来定义PWM输出的周期。
(3)设置T0的计数初值:通过设定T0的计数初值来定义PWM输出的脉宽。
(4)启动T0定时/计数器:开启T0定时/计数器的时钟源,使其开始计数。
2.T1定时/计数器:T1定时/计数器相对于T0定时/计数器来说更加灵活,它具有更多的工作模式和功能,可以实现更复杂的PWM输出。
与T0定时/计数器类似,通过配置T1的工作模式、装载值和计数初值来实现PWM输出。
3.T2定时/计数器:T2定时/计数器在51系列单片机中的应用较少,但也可以用于实现PWM输出。
与T0和T1不同,T2定时/计数器没有独立的PWM输出功能,需要结合外部中断请求(INT)来实现PWM输出。
二、软件实现PWM输出方法:在51系列单片机中,除了利用定时/计数器来实现PWM输出外,还可以通过软件来实现PWM输出。
软件实现PWM的核心思想是利用延时控制来生成不同占空比的方波信号。
软件实现PWM输出的步骤如下:(1)设置IO口:选择一个适合的IO口,将其设置为输出模式。
(2)生成PWM信号:根据要求的PWM占空比,通过控制IO口的高低电平和延时的时间来生成PWM方波信号。
如何利用51单片机输出PWM波
如何利用51单片机输出PWM波1、理论知识2、程序及分析1、理论知识PWM这个功能在飞思卡尔、STM32等高档的单片机内部有专用的模块,用此类芯片实现PWM功能时只需要通过设置相应的寄存器就可实现周期和占空比的控制。
但是如果要用51单片机的话,也是可以的,但是比较的麻烦。
此时需要用到内部定时器来实现,可用两个定时器实现,也可以用一个定时器实现。
用两个定时器的方法是用定时器T0来控制频率,定时器T1来控制占空比。
大致的的编程思路是这样的:T0定时器中断让一个I0口输出高电平,在这个定时器T0的中断当中起动定时器T1,而这个T1是让IO口输出低电平,这样改变定时器T0的初值就可以改变频率,改变定时器T1的初值就可以改变占空比。
下面重点介绍用一个定时器的实现PWM的方法。
因为市面上的智能小车所采用的电机大多数为TT减速电机,通过复杂的实验此电机最佳的工作频率为1000HZ(太高容易发生哨叫,太低电机容易发生抖动),所以下面以周期为1ms (1000HZ)进行举例,要产生其它频率的PWM波,程序中只需作简单修改即可。
用一个定时器时(如定时器T0),首先你要确定PWM的周期T和占空比D,确定了这些以后,你可以用定时器产生一个时间基准t,比如定时器溢出n次的时间是PWM的高电平的时间,则D*T=n*t,类似的可以求出PWM低电平时间需要多少个时间基准n'。
因为这里我们是产生周期为1ms(1000HZ)的PWM,所以可设置中断的时间基准为0.01ms,,然后中断100次即为1ms。
在中断子程序内,可设置一个变量如time,在中断子程序内,有三条重要的语句:1、当time>=100时,time清零(此语句保证频率为1000HZ),2、当time>n时(n应该在0-100之间变化开),让单片相应的I/O口输出高电平,当time<n时,让单片相应的I/O口输出低电平,此时占空比就为%n。
2、程序1,使单片机的I/O口输出固定频率的PWM波下面按上面的思路给出一个具体程序:/*******************************************************************/ /* 程序名:单片机输出固定频率的PWM波*//* 晶振:11.00592 MHz CPU型号:STC89C52 *//* 功能:P2^0口输出周期为1ms(1000HZ),占空比为%80的PWM波*//*****************************************************************/ #include<reg52.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit PWM1=P2^0;//接IN1 控制正转sbit PWM2=P2^1;//接IN2 控制反转uchar time;void main(){TMOD=0x01;//定时器0工作方式1TH0=0xff;//(65536-10)/256;//赋初值定时TL0=0xf7;//(65536-10)%256;//0.01msEA=1;//开总中断ET0=1;//开定时器0中断TR0=1;//启动定时器0while(1){}}void delay(uint z){uint x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=500;y>0;y--);}void tim0() interrupt 1{TR0=0;//赋初值时,关闭定时器TH0=0xff;//(65536-10)/256;//赋初值定时TL0=0xf7;//(65536-10)%256;//0.01msTR0=1;//打开定时器time++;if(time>=100) time=0;//1khzif(time<=20) PWM1=0;//点空比%80else PWM1=1;PWM2=0;}程序说明:1、关于频率的确定:对于11.0592M晶振, PWM输出频率为1KHZ,此时设定时器0.01ms中断一次,时中断次数100次即为1KHZ( 0.01ms*100=1ms,即为1000HZ)此时,定时器计数器赋初值为TH0=FF,TL0=F7。
单片机PWM输出接口设计与应用
单片机PWM输出接口设计与应用导言单片机(Microcontroller,简称MCU)作为现代电子科技领域的一个重要组成部分,广泛应用于各个领域,如家电、汽车电子、工业自动化等。
其中,PWM (Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)技术是单片机中重要的功能之一,通过对固定频率的方波的占空比调节,实现对输出信号的精确控制。
本文将介绍单片机PWM输出接口的设计与应用,包括PWM原理、接口设计步骤以及常见应用案例。
一、PWM原理PWM技术是一种将模拟信号转换为数字信号的调制技术,通过调整数字信号的脉冲宽度来控制输出信号的电平。
实现PWM的关键在于控制器对方波的占空比进行调节。
PWM信号的频率是固定的,周期为T,通常单位为微秒。
占空比(Duty Cycle)是指方波中高电平部分所占的时间比例,通常用百分比来表示。
占空比的改变决定了输出信号的高低电平持续时间的变化,从而控制被驱动设备的工作状态。
二、单片机PWM输出接口设计步骤1. 确定单片机型号:选择适合的单片机芯片,具有PWM功能的引脚或专用PWM模块。
2. 确定输出电平及频率:根据实际需求确定输出信号的高低电平以及频率。
不同的应用场景对电平和频率的要求可能不同。
3. 确定占空比调节方式:PWM信号的占空比调节方式有多种,包括软件调节和硬件调节。
软件调节可以通过对PWM寄存器进行编程来实现,而硬件调节一般是通过外部模块或电位器进行调节。
4. 连接外部电路:根据选定的单片机型号和引脚,将单片机的PWM引脚与外部电路(如LED、电机等)进行连接。
5. 编写程序:根据选定的单片机型号和开发环境编写相应的PWM输出程序。
在程序中设置PWM的频率、占空比以及相关参数。
6. 调试与测试:将单片机连接至供电电源,并通过示波器或其他测试工具观察PWM信号的波形,确保输出正常。
三、单片机PWM输出接口的应用1. LED亮度控制:通过PWM技术可以实现对LED灯的亮度控制。
单片机指令的PWM输出与模拟信号生成
单片机指令的PWM输出与模拟信号生成单片机(Microcontroller)是一种集成电路芯片,内部包含有处理器核心、存储器和各种输入输出接口。
它们可以通过编程实现各种功能,包括模拟信号的生成和PWM(Pulse Width Modulation)输出。
PWM是一种调制技术,通过调整方波信号的占空比来控制输出信号的平均功率。
单片机可以通过改变PWM输出的占空比,实现对电机速度、LED亮度等设备进行精确控制。
本文将介绍单片机指令中PWM 输出与模拟信号生成的原理和应用。
一、PWM的原理与工作原理PWM技术通过改变信号的高电平和低电平持续的时间比例来实现对输出信号的控制。
调整占空比可以改变输出信号的功率。
PWM信号由一个恒定频率的方波信号和一个占空比可变的调制信号组成。
单片机通过控制寄存器和定时器,可以产生一定频率和占空比的PWM信号。
具体实现PWM输出的方式根据不同的单片机型号和架构会有所差异。
一般来说,通过设置定时器的初值和重载值,以及改变比较器的阈值,单片机可以按需生成PWM波形。
PWM信号的频率决定了输出信号的周期,而占空比则决定了高电平信号的持续时间比例。
通常,高电平持续时间比例越大,输出信号的平均功率越高。
二、单片机中PWM输出的应用1. 电机控制:PWM可用于控制电机的转速和方向。
通过改变PWM信号的占空比,可以调整电机的运行速度。
同时,通过反馈回路,可以实现闭环控制,使电机保持稳定的转速。
2. LED亮度调节:基于人眼暂时视觉暂留效应,通过快速切换LED 的亮灭状态,可以在人眼的感知上产生不同亮度的效果。
通过改变PWM信号的占空比,可以实现对LED的亮度进行调节。
3. 数字信号转模拟信号:通过PWM技术,单片机可以将数字信号转换为模拟信号。
在数字信号中,通过改变PWM信号的频率和占空比,可以模拟出各种不同的模拟信号形态,如正弦波、方波等。
三、使用单片机指令生成PWM输出与模拟信号在使用单片机进行PWM输出和模拟信号生成时,需要根据具体的单片机型号和开发环境来进行相应的编程。
单片机课程设计PWM直流电动机调速控制系统方案
单片机原理及应用—— P W M直流电机调速控制系统概括直流电动机具有良好的启动性能和调速特性。
具有起动转矩大、调速平稳、经济大范围、调速容易、调速后效率高等特点。
本文设计的直流电机调速系统主要由51单片机、电源、H桥驱动电路、LED 液晶显示器、霍尔测速电路和独立按键组成的电子产品组成。
电源采用78系列芯片,采用PWM波方式实现电机+5V、+15V调速,PWM为脉宽调制,通过51单片机改变占空比实现。
通过独立的按键实现电机的启停、调速和转向的手动控制,LED实现测量数据(速度)的显示。
电机转速采用霍尔传感器检测输出方波,通过51单片机统计1秒内方波脉冲个数,计算电机转速,实现直流电机的反馈控制。
关键词:直流电机调速; H桥驱动电路; LED显示屏; 51单片机目录摘要2摘要错误!未定义书签。
目录3第 1 章引言41.1 概述41.2 国外发展现状41.3 要求51.4 设计目的及6第 2 章项目论证与选择72.1 电机调速模块72.2 PWM调速工作模式72.3 PWM脉宽调制方式错误!未定义书签。
2.4 PWM 软件实现错误!未定义书签。
第三章系统硬件电路设计83.1 信号输入电路83.2 电机PWM驱动模块电路9第 4 章系统的软件设计104.1 单片机选型104.2 系统软件设计分析10第 5 章 MCU 系统集成调试135.1 PROTEUS 设计与仿真平台错误!未定义书签。
18传统开发流程对比错误!未定义书签。
第一章简介1.1 概述现代工业的电驱动一般要求部分或全部自动化,因此必须与各种控制元件组成的自动控制系统相联动,而电驱动可视为自动电驱动系统的简称。
在这个系统中,生产机械可以自动控制。
随着现代电力电子技术和计算机技术的发展以及现代控制理论的应用,自动电驱动正朝着计算机控制的生产过程自动化方向发展。
以实现高速、高质量、高效率的生产。
在大多数集成自动化系统中,自动化电力牵引系统仍然是不可或缺的组成部分。
(完整版)基于单片机的PWM信号输出系统设计毕业设计
中国矿业大学本科生毕业论文专业:自动化论文题目:基于单片机的PWM信号输出系统设计中国矿业大学毕业论文任务书任务下达日期:**毕业论文日期:**毕业论文题目:基于单片机的PWM信号输出系统设计毕业论文专题题目:毕业论文主要内容和要求:1、整体方案设计2、硬件电路设计,包括电源、显示、按键等外围电路设计3、软件设计,包括模式选择程序、时间选择程序、显示程序、按键程序等4、应用PROTEUS软件进行仿真指导教师签字:郑重声明本人所呈交的毕业论文,是在导师的指导下,独立进行研究所取得的成果。
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尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本毕业论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。
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本论文属于原创。
本毕业论文的知识产权归属于培养单位。
本人签名:日期:中国矿业大学毕业论文指导教师评阅书指导教师评语(①基础理论及基本技能的掌握;②独立解决实际问题的能力;③研究内容的理论依据和技术方法;④取得的主要成果及创新点;⑤工作态度及工作量;⑥总体评价及建议成绩;⑦存在问题;⑧是否同意答辩等):成绩:指导教师签字:年月日中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书评阅教师评语(①选题的意义;②基础理论及基本技能的掌握;③综合运用所学知识解决实际问题的能力;④工作量的大小;⑤取得的主要成果及创新点;⑥写作的规范程度;⑦总体评价及建议成绩;⑧存在问题;⑨是否同意答辩等):成绩:评阅教师签字:年月日中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩答辩情况提出问题回答问题正确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩:答辩委员会主任签字:年月日学院领导小组综合评定成绩:学院领导小组负责人:年月日摘要本文研究了如何利用AT89C51单片机控制输出PWM信号。
文中对AT8951单片机概念和PWM信号的原理做了详细的论述,对单片机最小系统中的时钟电路和复位电路进行了充分的分析。
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51系列单片机(如STC89C52、AT89C51等)是一种常用的8位微处理器,具有较高的性价比和广泛的应用领域。
PWM(Pulse Width Modulation)是一种常用的模拟信号生成技术,在很多领域中都有广泛应用,比如电机控制、LED调光等。
在51系列单片机中,有两种常用的方法可以实现PWM输出,分别是软件实现PWM和硬件实现PWM。
下面将详细介绍这两种方法及其实现方式。
1.软件实现PWM软件实现PWM是通过定时器和IO口的相互配合来产生PWM信号。
具体实现的步骤如下:步骤1:设置定时器的工作模式和计数器初值。
选择一个合适的定时器,比如定时器0,然后设置定时器工作模式和计数器初值。
定时器的工作模式选择“模式1”或“模式2”,并根据需求设置计数器初值。
步骤2:设置IO口的工作模式。
选择一个合适的IO口,比如PWM输出口(如P1.2),然后将该IO口设置为输出模式。
步骤3:编写软件控制代码。
在主循环中,通过改变IO口的电平状态来实现PWM输出。
根据定时器的计数值,可以确定PWM信号的占空比大小。
当定时器计数值小于一些阈值时,将IO口置高电平;当定时器计数值大于该阈值时,将IO口置低电平。
通过改变该阈值,可以实现不同的PWM占空比。
通过上述步骤,就可以实现软件控制的PWM输出。
需要注意的是,软件实现PWM的精度较低,同时也会占用较多的处理器时间。
2.硬件实现PWM硬件实现PWM是通过专门的PWM模块或专用的计时电路来实现PWM输出。
具体实现的步骤如下:步骤1:选择一个合适的PWM模块或计时电路。
可以选择专门的PWM模块(如PCA模块)或计时电路(如555计时芯片),根据需求选择合适的硬件模块。
步骤2:设置PWM模块或计时电路的相关参数。
根据需求设置PWM频率、占空比等参数。
步骤3:连接并配置IO口。
将PWM模块或计时电路的输出引脚连接到需要输出PWM信号的IO口,然后将该IO口设置为输出模式。
如何利用51单片机输出PWM波
如何利用51单片机输出PWM波51单片机可以通过改变IO口的高低电平来生成PWM波,具体的实现方法如下:1.配置IO口:将需要生成PWM波的IO口配置为输出模式,例如P2口。
2.设置定时器:使用一个定时器来控制PWM波的周期,定时器可以选择定时器0(T0)或定时器1(T1),这里以定时器1为例。
a.初始化定时器1的模式为工作模式1,即16位自动重装载模式。
b.设置计数初始值,决定PWM波的频率。
c.启用定时器1中断,并设置中断优先级。
3.设置占空比:通过改变定时器1的重装载值来改变PWM波的占空比。
占空比可通过一个8位变量来控制,变量的取值范围为0-255b.将重装载值低8位保存到TH1寄存器,高8位保存到TL1寄存器。
4.启动定时器:将定时器1的运行控制位TR1置1,定时器1开始工作。
5.通过IO口输出PWM波:在定时器1中断服务子程序中,将IO口(P2口)的数据按照占空比的大小设置为高电平或低电平。
6. 循环运行:通过主程序中的无限循环(while(1))来持续生成PWM波。
以上就是使用51单片机输出PWM波的基本原理和实现步骤,下面是一个简单的示例代码:#include <reg52.h>//定义PWM波的频率和占空比#define PWM频率 1000 // PWM波的频率为1kHz #define 占空比系数 128 // PWM波的占空比为50% //定义函数和变量void 初始化定时器1(;void 初始化IO口(;void 主程序(;void main初始化定时器1(;初始化IO口(;while (1)主程序(;}void 初始化定时器1//设置定时器1的模式和计数初值TMOD,=0x10;//工作模式1TL1=TH1;//启用定时器1中断,并设置中断优先级ET1=1;//启用定时器1中断EA=1;//启用总中断PT1=1;//定时器1中断优先级为高void 初始化IO口//将P2口配置为输出模式P2=0x00;P2 = 0xff;void 主程序//在定时器1中断服务子程序中,设置P2口的输出//定时器1中断服务子程序void Timer1_ISR( interrupt 3//根据占空比的大小来设置P2口的输出if (TH1 > 占空比系数)P2 = 0xff;} elseP2=0x00;}在主程序中,需要完成具体的PWM波的生成操作,可以在定时器1中断服务子程序中根据占空比的大小来设置输出的高低电平。
单片机指令的PWM信号生成和控制
单片机指令的PWM信号生成和控制PWM(Pulse Width Modulation)脉宽调制技术被广泛应用于单片机控制系统中。
PWM信号的生成与控制对于电机驱动、灯光调节、温度控制以及音频处理等应用起到了重要作用。
本文将重点探讨单片机指令的PWM信号生成和控制的原理、实现方法以及常见应用。
一、PWM信号生成原理PWM信号是一种以方波信号为基础的调制信号,信号的占空比(Duty Cycle)决定了信号的高电平和低电平时间比例。
单片机通过改变占空比来实现对设备的控制。
常见的PWM生成方式有两种:软件生成PWM和硬件生成PWM。
软件生成PWM是通过编程计算电平切换的时间来实现,适合频率较低的应用。
硬件生成PWM则是利用单片机内部的定时器/计数器模块来产生PWM信号,适合频率较高的应用。
二、软件生成PWM信号软件生成PWM信号的关键在于精确计算出高电平和低电平的时间,并进行相应的IO电平切换。
以下是软件生成PWM信号的基本步骤:1. 初始化计时器:选择合适的定时器,并设置计时器的计数模式、计数时间、时钟源等参数。
2. 设置占空比:根据实际需求,计算出高电平和低电平的时间比例,即占空比。
3. 确定周期:根据应用需求,确定PWM信号的周期,即一个完整的方波信号的时间长度。
4. 计算高电平和低电平时间:根据占空比和周期计算出高电平和低电平的时间。
5. 控制IO电平:根据计算得到的时间,控制IO引脚的高电平和低电平。
6. 循环生成PWM信号:根据设定的周期,循环生成PWM信号,以实现对设备的控制。
三、硬件生成PWM信号硬件生成PWM信号利用单片机内部的定时器/计数器模块来产生精确的PWM信号。
硬件生成PWM的好处在于能够减轻CPU的负担,提高系统的实时性和稳定性。
以下是硬件生成PWM信号的基本步骤:1. 选择合适的定时器:根据需求选择适合的定时器,通常定时器/计数器模块都支持PWM信号的生成。
2. 初始化定时器:设置定时器的计数模式、计数时间、时钟源等参数。
如何利用51单片机输出PWM波
如何利用51单片机输出PWM波1、理论知识PWM这个功能在飞思卡尔、STM32等高档的单片机内部有专用的模块,用此类芯片实现PWM功能时只需要通过设置相应的寄存器就可实现周期和占空比的控制。
但是如果要用51单片机的话,也是可以的,但是比较的麻烦。
此时需要用到内部定时器来实现,可用两个定时器实现,也可以用一个定时器实现。
用两个定时器的方法是用定时器T0来控制频率,定时器T1来控制占空比。
大致的的编程思路是这样的:T0定时器中断让一个I0口输出高电平,在这个定时器T0的中断当中起动定时器T1,而这个T1是让IO口输出低电平,这样改变定时器T0的初值就可以改变频率,改变定时器T1的初值就可以改变占空比。
下面重点介绍用一个定时器的实现PWM的方法。
因为市面上的智能小车所采用的电机大多数为TT减速电机,通过反复的实验,此电机最佳的工作频率为1000HZ(太高容易发生哨叫,太低电机容易发生抖动),所以下面以周期为1ms(1000HZ)进行举例,要产生其它频率的PWM波,程序中只需作简单修改即可。
用一个定时器时(如定时器T0),首先你要确定PWM的周期T和占空比D,确定了这些以后,你可以用定时器产生一个时间基准t,比如定时器溢出n次的时间是PWM的高电平的时间,则D*T=n*t,类似的可以求出PWM低电平时间需要多少个时间基准n'。
因为这里我们是产生周期为1ms(1000HZ)的PWM,所以可设置中断的时间间隔为0.01ms,,然后中断100次即为1ms。
在中断子程序内,可设置一个变量如time,在中断子程序内,有三条重要的语句:1、当time>=100时,time清零(此语句保证频率为1000HZ),2、当time>n时(n应该在0-100之间变化开),让单片相应的I/O口输出高电平,当time<n时,让单片相应的I/O口输出低电平,此时占空比就为%n。
2、程序1,使单片机的I/O口输出固定频率的PWM波下面按上面的思路给出一个具体程序:/*******************************************************************/ /* 程序名:单片机输出固定频率的PWM波*//* 晶振:11.00592 MHz CPU型号:STC89C52 *//* 功能:P2^0口输出周期为1ms(1000HZ),占空比为%80的PWM波*//*****************************************************************/#include<reg52.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit PWM1=P2^0;//接IN1 控制正转sbit PWM2=P2^1;//接IN2 控制反转uchar time;void main(){TMOD=0x01;//定时器0工作方式1TH0=0xff;//(65536-10)/256;//赋初值定时TL0=0xf7;//(65536-10)%256;//0.01msEA=1;//开总中断ET0=1;//开定时器0中断TR0=1;//启动定时器0while(1){}}void delay(uint z){uint x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=500;y>0;y--);}void tim0() interrupt 1{TR0=0;//赋初值时,关闭定时器TH0=0xff;//(65536-10)/256;//赋初值定时TL0=0xf7;//(65536-10)%256;//0.01msTR0=1;//打开定时器time++;if(time>=100) time=0;//1khzif(time<=20) PWM1=0;//点空比%80else PWM1=1;PWM2=0;}程序说明:1、关于频率的确定:对于11.0592M晶振,PWM输出频率为1KHZ,此时设定时器0.01ms中断一次,时中断次数100次即为1KHZ( 0.01ms*100=1ms,即为1000HZ)此时,定时器计数器赋初值为TH0=FF,TL0=F7。
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。
单片机课程设计完整版《PWM直流电动机调速控制系统》
单片机原理及应用课程设计报告设计题目:学院:专业:班级:学号:学生姓名:指导教师:年月日目录设计题目 (1)1 设计要求及主要技术指标: (1)1.1 设计要求 (1)1.2 主要技术指标 (2)2 设计过程 (2)2.1 题目分析 (4)2.2 整体构思 (4)2.3 具体实现 ................... 错误!未定义书签。
3 元件说明及相关计算 (5)3.1 元件说明 (5)3.2 相关计算 (6)4 调试过程 (6)4.1 调试过程 (6)4.2 遇到问题及解决措施 (7)5 心得体会 (7)参考文献 (8)附录一:电路原理图 (9)附录二:程序清单 (9)设计题目:PWM直流电机调速系统本文设计的PWM直流电机调速系统,主要由51单片机、电源、H桥驱动电路、LED 液晶显示器、霍尔测速电路以及独立按键组成的电子产品。
电源采用78系列芯片实现+5V、+15V对电机的调速采用PWM波方式,PWM是脉冲宽度调制,通过51单片机改变占空比实现。
通过独立按键实现对电机的启停、调速、转向的人工控制,LED实现对测量数据(速度)的显示。
电机转速利用霍尔传感器检测输出方波,通过51单片机对1秒内的方波脉冲个数进行计数,计算出电机的速度,实现了直流电机的反馈控制。
关键词:直流电机调速;定时中断;电动机;PWM波形;LED显示器;51单片机1 设计要求及主要技术指标:基于MCS-51系列单片机AT89C52,设计一个单片机控制的直流电动机PWM调速控制装置。
1.1 设计要求(1)在系统中扩展直流电动机控制驱动电路L298,驱动直流测速电动机。
(2)使用定时器产生可控的PWM波,通过按键改变PWM占空比,控制直流电动机的转速。
(3)设计一个4个按键的键盘。
K1:“启动/停止”。
K2:“正转/反转”。
K3:“加速”。
K4:“减速”。
(4)手动控制。
在键盘上设置两个按键----直流电动机加速和直流电动机减速键。
单片机PWM调光程序
单片机PWM调光程序随着科技的不断发展,单片机作为一种重要的电子元器件,被广泛应用于各个领域。
其中,PWM调光程序是单片机应用中的一个重要方面。
本文将探讨单片机PWM调光程序的原理和实现方法。
一、PWM调光的原理PWM调光是通过改变信号的占空比来控制电源输出的电压或者电流,从而实现对光源亮度的调节。
在PWM调光中,通过快速的开关操作,使电源以高频率的脉冲信号供电,通过改变脉冲信号的占空比来控制电源输出的平均电压或者电流。
当脉冲信号的占空比为100%时,电源输出的电压或者电流为最大值;当占空比为0%时,电源输出的电压或者电流为最小值。
二、单片机PWM调光的实现方法1. 硬件实现方法单片机PWM调光的硬件实现方法主要涉及到三个方面的元器件:单片机、脉冲宽度调制模块和光源。
首先,需要选择一款支持PWM输出的单片机,如常见的51系列单片机或者STM32系列单片机。
其次,需要使用脉冲宽度调制模块来生成PWM信号。
脉冲宽度调制模块可以是单片机内部的硬件模块,也可以是外部的PWM芯片。
最后,需要将PWM信号输出到光源,通过光源的亮度调节来实现PWM调光。
2. 软件实现方法单片机PWM调光的软件实现方法主要是通过编写程序来控制单片机输出的PWM信号。
首先,需要初始化单片机的定时器和IO口,设置PWM输出的频率和占空比。
然后,在主程序中,通过改变占空比的值来实现对光源亮度的调节。
具体的实现方法可以根据不同的单片机型号和开辟环境进行调整。
三、单片机PWM调光的应用单片机PWM调光广泛应用于各个领域,如照明、舞台灯光、电子显示屏等。
在照明领域,通过PWM调光可以实现对灯具亮度的精确控制,满足不同场景下的照明需求。
在舞台灯光中,通过PWM调光可以实现灯光的渐变效果,增强舞台效果。
在电子显示屏中,通过PWM调光可以实现对显示屏亮度的调节,提高显示效果。
四、单片机PWM调光的优势相比于传统的调光方法,单片机PWM调光具有以下几个优势。
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。
单片机的输入/输出接口设计与实现方法
单片机的输入/输出接口设计与实现方法单片机的输入/输出接口设计与实现方法概述:单片机作为嵌入式系统的核心组件,用于控制和处理外部设备的输入和输出。
输入/输出接口的设计和实现是单片机应用中的重要环节。
本文将介绍单片机输入/输出接口的设计原理与实现方法,包括数字输入/输出接口和模拟输入/输出接口两个方面。
一、数字输入/输出接口设计与实现方法:1. 输入接口设计:数字输入接口主要包括开关输入和按键输入。
开关输入一般采用继电器或者开关电路进行连接,可以通过读取端口的电平状态来获取开关的状态信息。
按键输入通常采用矩阵按键的方式,通过扫描矩阵按键的行列,可以实现多个按键的输入。
2. 输出接口设计:数字输出接口可以用于控制各种外部设备,如LED灯、继电器等。
通过设置端口的电平状态,可以实现对外部设备的控制。
常用的数字输出方式包括推挽输出、开漏输出和PWM输出。
3. 实现方法:数字输入/输出接口的实现方法主要有两种:基于端口操作和基于中断。
基于端口操作一般通过读写特定的端口来实现输入和输出功能。
基于中断的实现方法可以通过设置中断触发条件来实现对输入信号的响应,提高系统的实时性和效率。
二、模拟输入/输出接口设计与实现方法:1. 模拟输入接口设计:模拟输入接口主要用于接收模拟量信号,如电压、电流等。
常用的模拟输入接口包括模数转换器(ADC)和电压比较器。
ADC将模拟信号转换为数字信号,可用于采集传感器信号等。
电压比较器常用于判断电压信号是否超过某一门限值。
2. 模拟输出接口设计:模拟输出接口主要用于输出模拟量信号,如驱动电机、显示器等。
常用的模拟输出接口包括数字模拟转换器(DAC)和电流输出接口。
DAC将数字信号转换为模拟信号,可用于驱动各种模拟设备。
电流输出接口可以通过改变电流值来实现对设备的控制。
3. 实现方法:模拟输入/输出接口的设计与实现通过模数转换器和数字模拟转换器来实现。
可以根据具体需求选择合适的模数转换器和数字模拟转换器,通过编程设置相关参数,实现对模拟信号的采集和输出。
单片机控制PWM的直流电机调速系统的设计
单片机控制PWM的直流电机调速系统的设计PWM(脉宽调制)是一种常用的电压调节技术,可以用来控制直流电机的转速。
在单片机控制PWM的直流电机调速系统中,主要包括硬件设计和软件设计两个方面。
硬件设计方面,需要考虑的主要内容有:电机的选择与驱动、电源电压与电流的设计、速度反馈电路的设计。
首先,需要选择合适的直流电机和驱动器。
选择直流电机时需考虑其功率、转速、扭矩等参数,根据实际需求选择合适的电机。
驱动器可以选择采用集成驱动芯片或者离散元件进行设计,通过PWM信号控制电机的速度。
其次,需要设计合适的电源电压与电流供应。
直流电机通常需要较大的电流来实现工作,因此需要设计合适的电源电流,以及保护电路来防止电流过大烧坏电机和电路。
最后,需要设计速度反馈电路来实现闭环控制。
速度反馈电路可以选择采用编码器等传感器来获得转速信息,然后通过反馈控制实现精确的速度调节。
软件设计方面,需要考虑的主要内容有:PWM输出的控制、速度闭环控制算法的实现。
首先,需要编写代码实现PWM输出的控制。
根据具体的单片机型号和开发环境,使用相关的库函数或者寄存器级的编程来实现PWM信号的频率和占空比调节。
其次,需要实现速度闭环控制算法。
根据速度反馈电路获取的速度信息,通过比较目标速度与实际速度之间的差异,调整PWM信号的占空比来实现精确的速度调节。
常用的速度闭环控制算法有PID控制算法等。
最后,需要优化程序的鲁棒性和稳定性。
通过合理的调节PID参数以及增加滤波、抗干扰等功能,提升系统的性能和稳定性。
在实际的设计过程中,需要根据具体的应用需求和单片机性能等因素,进行合理的选择和调整。
同时,还需要通过实验和调试来验证系统的可靠性和稳定性,不断进行优化和改进,以获得较好的调速效果。
单片机中的PWM输出接口技术分析
单片机中的PWM输出接口技术分析在嵌入式系统和电子设备中,脉宽调制(PWM)是一项重要的技术,用于控制各种电子元件的输出。
单片机是嵌入式系统中常用的控制核心,因此PWM输出接口在单片机中扮演着关键的角色。
一、PWM输出接口的基本原理脉宽调制是一种通过改变信号的占空比来控制信号的技术。
PWM输出接口通过以不同占空比输出高电平和低电平信号,以模拟模拟信号或者控制外部设备。
PWM信号的周期(周期时间)是一定的,而脉冲的宽度(高电平时间)可以调节。
根据不同的占空比,PWM信号可以产生不同的平均电压值,控制外部设备的工作状态。
二、单片机中的PWM输出接口在单片机中,PWM输出接口通常由计时器/计数器模块和IO口组成。
计时器/计数器模块负责产生基准时钟信号,IO口则负责输出PWM信号。
根据不同的单片机架构和型号,PWM输出接口的具体实现方式会有所不同。
对于常见的单片机,通常有以下几种PWM输出接口实现方式:1. 软件模拟PWM软件模拟PWM是一种通过改变IO口的电平状态来模拟PWM信号的技术。
通过在代码中使用IO口相关的读写操作来改变IO口的电平状态和延时时间,从而实现PWM输出功能。
这种方式的优点在于适用性广泛,几乎适用于任何型号的单片机。
然而,软件模拟PWM的缺点是时间精度相对较低,难以实现高频率的PWM信号。
2. 硬件定时器PWM硬件定时器PWM是一种通过单片机内置的硬件定时器模块来产生PWM信号的技术。
硬件定时器通常具有高精度、高稳定性和强大的计数功能,能够实现高频率且精确的PWM输出。
通过设置硬件定时器的一些参数,如计数器的预分频系数、计数器的周期和占空比等,就可以实现不同频率和占空比的PWM信号输出。
这种方式的优点在于稳定性和精度高,适用于对PWM信号要求比较高的场合。
3. PWM模块PWM一些高端单片机提供了专门的PWM模块,用于产生PWM信号。
这些PWM模块通常具有更多的参数设置和功能选项,如相位差控制、死区时间控制等。
PIC单片机学习笔记之PWM信号输出
PIC单片机学习笔记之PWM信号输出第一篇:PIC单片机学习笔记之PWM信号输出实现功能:通过键盘(BUTTON)控制蜂鸣器发生,键盘按下,通过RC2/CCP1接口输出PWM信号(频率880Hz,脉宽50)驱动蜂鸣器发声。
实验环境: Proteus 编程语言:汇编编程环境: MPLAB 单片机:晶振: PIC16F877 20MHz Proteus仿真电路如图。
实验源程序:LIST P=16F877;设置pwm为880Hz,50%占空比INCLUDE P16F877.INC ORG0000H STARTBANKSEL TRISC;进入TRISC所在BANK BCFTRISC,2;清零TRIC的bit2,以使CCP1引脚成为输出MOVLW D'70' MOVWF PR2;将70写入PR2以设置PWM周期BANKSEL CCPR1L MOVLW D'35' MOVWF CCPR1L MOVLW 0X06 MOVWF T2CON;bit2=1,使能Timer2,bit1-1,预分频值为16 CHECKBUTTON BTFSC GOTOPORTA,4 BUTTONOFF BUTTONONMOVLW H'0C' MOVWF CCP1CON;设置CCP1为PWM模式GOTOCHECKBUTTON BUTTONOFFCLRF CCP1CON GOTO ENDCHECKBUTTON第二篇:AVR单片机定时器CTC输出PWM模式CTC:比较匹配时清零计数器模式。
当计数器TCNT0的数值等于比较寄存器OCR0时计数器TCNT0自动清零。
OCR0定义了计数器的最大(TOP)值,这个模式使得用户可以很容易地控制比较匹配输出的频率。
T/C0的比较输出脚为OC0(PB3),PB口的第三脚,在此模式下可以在OC0上输出PWM控制外部设备。
例如:在OC0脚上输出20HZ的方波信号,方波的周期时间为T=1/20HZ=0.05秒=50ms,半个周期为25ms,系统采用8MHZ晶振,1024分频,时钟计数频率为8000000/1024=7812.5HZ,每个时钟脉冲时间为1/7812.5=0.128ms,定时25ms的计数值为25ms/0.128ms=195,将195赋值为T/C0的比较寄存器OCR0,启动定时器后,TCNT0从0开始计数,当计数到195时,产生比较中断,在OC0脚上输出20HZ的占空比为50%的方波信号。
单片机中的PWM输出接口技术解析
单片机中的PWM输出接口技术解析在现代电子电路中,单片机作为一种重要的控制器件,其使用广泛且应用领域广泛。
PWM(Pulse Width Modulation)脉宽调制技术,作为一种重要的数字信号调制技术,广泛应用于单片机中的输出接口。
本文将对单片机中的PWM输出接口技术进行解析。
PWM技术通过改变信号的占空比来控制输出信号的电平、频率和功率,因此在控制和调节方面具有重要的作用。
单片机中的PWM输出接口技术主要包括GPIO(General Purpose Input/Output)口配置、PWM定时器配置以及PWM输出控制。
首先,GPIO口配置是实现PWM输出的基础。
GPIO口可以被单片机用来作为输入和输出端口,通过配置GPIO口的工作模式,我们可以将GPIO口配置为PWM输出口。
一般来说,需要将GPIO口配置为复用输出模式,并选择相应的复用功能,如PWM功能。
此外,还需要设置引脚的输出类型,一般选择推挽输出。
GPIO口的配置可以根据具体的单片机型号和开发环境进行设置。
接下来是PWM定时器的配置。
PWM输出是通过定时器产生的,因此需要对定时器进行相应的配置。
在单片机中一般有多个定时器可供选择,具体选择哪个定时器取决于需求。
常见的定时器包括16位定时器和32位定时器等。
在配置定时器时,需要设置定时器的工作模式、分频系数、计数器的自动装载值以及比较寄存器的值等。
这些参数的设置将直接影响PWM输出的频率和占空比。
最后是PWM输出的控制。
一般来说,PWM输出的控制包括启动PWM输出、停止PWM输出和改变PWM输出的占空比等功能。
启动PWM输出需要将相应的使能位设置为1,停止PWM输出需要将使能位设置为0。
在改变PWM输出的占空比时,需要对定时器的比较寄存器进行更新。
具体的操作和寄存器的地址可参考单片机的技术手册或开发板资料。
在实际应用中,PWM输出接口技术被广泛应用于各种领域。
例如,通过调节PWM输出的占空比可以控制电机的转速。
(完整版)如何利用51单片机输出PWM波
如何利用51单片机输出PWM波1、理论知识PWM这个功能在飞思卡尔、STM32等高档的单片机内部有专用的模块,用此类芯片实现PWM功能时只需要通过设置相应的寄存器就可实现周期和占空比的控制。
但是如果要用51单片机的话,也是可以的,但是比较的麻烦。
此时需要用到内部定时器来实现,可用两个定时器实现,也可以用一个定时器实现。
用两个定时器的方法是用定时器T0来控制频率,定时器T1来控制占空比。
大致的的编程思路是这样的:T0定时器中断让一个I0口输出高电平,在这个定时器T0的中断当中起动定时器T1,而这个T1是让IO口输出低电平,这样改变定时器T0的初值就可以改变频率,改变定时器T1的初值就可以改变占空比。
下面重点介绍用一个定时器的实现PWM的方法。
因为市面上的智能小车所采用的电机大多数为TT减速电机,通过反复的实验,此电机最佳的工作频率为1000HZ(太高容易发生哨叫,太低电机容易发生抖动),所以下面以周期为1ms(1000HZ)进行举例,要产生其它频率的PWM波,程序中只需作简单修改即可。
用一个定时器时(如定时器T0),首先你要确定PWM的周期T和占空比D,确定了这些以后,你可以用定时器产生一个时间基准t,比如定时器溢出n次的时间是PWM的高电平的时间,则D*T=n*t,类似的可以求出PWM低电平时间需要多少个时间基准n'。
因为这里我们是产生周期为1ms(1000HZ)的PWM,所以可设置中断的时间间隔为0.01ms,,然后中断100次即为1ms。
在中断子程序内,可设置一个变量如time,在中断子程序内,有三条重要的语句:1、当time>=100时,time清零(此语句保证频率为1000HZ),2、当time>n时(n应该在0-100之间变化开),让单片相应的I/O口输出高电平,当time<n时,让单片相应的I/O口输出低电平,此时占空比就为%n。
2、程序1,使单片机的I/O口输出固定频率的PWM波下面按上面的思路给出一个具体程序:/*******************************************************************/ /* 程序名:单片机输出固定频率的PWM波*//* 晶振:11.00592 MHz CPU型号:STC89C52 *//* 功能:P2^0口输出周期为1ms(1000HZ),占空比为%80的PWM波*//*****************************************************************/#include<reg52.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit PWM1=P2^0;//接IN1 控制正转sbit PWM2=P2^1;//接IN2 控制反转uchar time;void main(){TMOD=0x01;//定时器0工作方式1TH0=0xff;//(65536-10)/256;//赋初值定时TL0=0xf7;//(65536-10)%256;//0.01msEA=1;//开总中断ET0=1;//开定时器0中断TR0=1;//启动定时器0while(1){}}void delay(uint z){uint x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=500;y>0;y--);}void tim0() interrupt 1{TR0=0;//赋初值时,关闭定时器TH0=0xff;//(65536-10)/256;//赋初值定时TL0=0xf7;//(65536-10)%256;//0.01msTR0=1;//打开定时器time++;if(time>=100) time=0;//1khzif(time<=20) PWM1=0;//点空比%80else PWM1=1;PWM2=0;}程序说明:1、关于频率的确定:对于11.0592M晶振,PWM输出频率为1KHZ,此时设定时器0.01ms中断一次,时中断次数100次即为1KHZ( 0.01ms*100=1ms,即为1000HZ)此时,定时器计数器赋初值为TH0=FF,TL0=F7。
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学号1322010110天津城建大学单片机原理及应用A课程设计说明书按键控制单片机PWM输出设计起止日期:2016年05月30日至2016年6月10日学生姓名班级成绩指导教师(签字)控制与机械工程学院2016年6月10日目录第一章系统方案设计 (1)1.1 PWM (1)1.2 STC12C5A60S2简介 (1)1.3 仿真工具介绍 (2)1.3.1 Protues简介 (2)1.3.2 Keil uVision3简介 (4)第二章硬件电路设计 (5)2.1 复位电路 (5)2.2 时钟电路 (5)2.3 按键中断 (5)2.4 显示电路 (6)第三章程序设计流程图 (7)第四章系统仿真 (8)4.1 仿真图 (8)4.2 程序 (8)4.3 PCB.................................................................................................................. 错误!未定义书签。
参考资料 ....................................................................................................................... 错误!未定义书签。
第一章系统方案设计1.1 PWMPWM的全称是Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制),它是通过改变输出方波的占空比来改变等效的输出电压。
1.2 STC12C5A60S2简介STC12C5A60S2是STC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,指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。
内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换,针对电机控制,强干扰场合。
1)管脚说明:1、P0.0~P0.7 P0:P0口既可以作为输入/输出口,也可以作为地址/数据复用总线使用。
当P0口作为输入/输出口时,P0是一个8位准双向口,内部有弱上拉电阻,无需外接上拉电阻。
当P0作为地址/数据复用总线使用时,是低8位地址线A0~A7,数据线D0~D72、P1.0/ADC0/CLKOUT2标准IO口、ADC输入通道0、独立波特率发生器的时钟输出3、P1.1/ADC14、P1.2/ADC2/ECI/RxD2标准IO口、ADC输入通道2、PCA计数器的外部脉冲输入脚,第二串口数据接收端5、P1.3/ADC3/CCP0/TxD2外部信号捕获,高速脉冲输出及脉宽调制输出、第二串口数据发送端6、P1.4/ADC4/CCP1/SS非SPI同步串行接口的从机选择信号7、P1.5/ADC5/MOSISPI同步串行接口的主出从入(主器件的输入和从器件的输出)8、P1.6/ADC7/SCLKSPI同步串行接口的主入从出9、P2.0~P2.710、P2口内部有上拉电阻,既可作为输入输出口(8位准双向口),也可作为高8位地址总线使用。
11、P3.0/RxD标准IO口、串口1数据接收端12、P3.1/INT0非外部中断0,下降沿中断或低电平中断13、P3.3/INT114、P3.4/T0/INT非/CLKOUT0定时器计数器0外部输入、定时器0下降沿中断、定时计数器0的时钟输出2)A/D转换器的结构:STC12C5A60AD/S2系列带A/D转换的单片机的A/D转换口在P1口,有8路10位高速A/D转换器,速度可达到250KHz(25万次/秒)。
8路电压输入型A/D,可做温度检测、电池电压检测、按键扫描、频谱检测等。
上电复位后P1口为弱上拉型IO口,用户可以通过软件设置将8路中的任何一路设置为A/D 转换,不须作为A/D使用的口可继续作为IO口使用。
单片机ADC由多路开关、比较器、逐次比较寄存器、10位DAC、转换结果寄存器以及ADC_CONTER构成。
该单片机的ADC是逐次比较型ADC。
主次比较型ADC由一个比较器和D/A转换器构成,通过逐次比较逻辑,从最高位(MSB)开始,顺序地对每一输入电压与内置D/A转换器输出进行比较,经过多次比较,使转换所得的数字量逐次逼近输入模拟量对应值。
逐次比较型A/D转换器具有速度高,功耗低等优点。
需作为AD使用的口先将P1ASF特殊功能寄存器中的相应位置为‘1’,将相应的口设置为模拟功能。
STC12C5A60S2引脚图如图1所示。
图1 STC12C5A60引脚图1.3仿真工具介绍1.3.1 Protues简介Protues软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件。
它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。
它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。
虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。
Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件),从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。
是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台,其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等,2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器,并持续增加其他系列处理器模型。
在编译方面,它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译。
Protues软件具有其它EDA工具软件(例:multisim)的功能。
这些功能是:(1)原理布图(2)PCB自动或人工布线(3)SPICE电路仿真革命性的特点:(1)互动的电路仿真。
用户甚至可以实时采用诸如RAM,ROM,键盘,马达,LED,LCD,AD/DA,部分SPI器件,部分IIC器件。
(2)仿真处理器及其外围电路。
可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流单片机。
还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程,再配合显示及输出,能看到运行后输入输出的效果。
配合系统配置的虚拟逻辑分析仪、示波器等,Protues建立了完备的电子设计开发环境。
Protues具有4大功能模块:1)智能原理图设计(ISIS)丰富的器件库:超过27000种元器件,可方便地创建新元件;智能的器件搜索:通过模糊搜索可以快速定位所需要的器件;智能化的连线功能:自动连线功能使连接导线简单快捷,大大缩短绘图时间;支持总线结构:使用总线器件和总线布线使电路设计简明清晰;可输出高质量图纸:通过个性化设置,可以生成印刷质量的BMP图纸,可以方便地供WORD、POWERPOINT等多种文档使用。
2)完善的电路仿真功能(Prospice)ProSPICE混合仿真:基于工业标准SPICE3F5,实现数字/模拟电路的混合仿真;超过27000个仿真器件:可以通过内部原型或使用厂家的SPICE文件自行设计仿真器件,Labcenter也在不断地发布新的仿真器件,还可导入第三方发布的仿真器件;多样的激励源:包括直流、正弦、脉冲、分段线性脉冲、音频(使用wav文件)、指数信号、单频FM、数字时钟和码流,还支持文件形式的信号输入;丰富的虚拟仪器:13种虚拟仪器,面板操作逼真,如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、直流电压/电流表、交流电压/电流表、数字图案发生器、频率计/计数器、逻辑探头、虚拟终端、SPI调试器、I2C 调试器等;生动的仿真显示:用色点显示引脚的数字电平,导线以不同颜色表示其对地电压大小,结合动态器件(如电机、显示器件、按钮)的使用可以使仿真更加直观、生动;高级图形仿真功能(ASF):基于图标的分析可以精确分析电路的多项指标,包括工作点、瞬态特性、频率特性、传输特性、噪声、失真、傅立叶频谱分析等,还可以进行一致性分析。
3)独特的单片机协同仿真功能(VSM)支持主流的CPU类型:如ARM7、8051/52、AVR、PIC10/12、PIC16、PIC18、PIC24、dsPIC33、HC11、BasicStamp、8086、MSP430等,CPU类型随着版本升级还在继续增加,如即将支持CORTEX、DSP处理器;支持通用外设模型:如字符LCD模块、图形LCD模块、LED点阵、LED七段显示模块、键盘/按键、直流/步进/伺服电机、RS232虚拟终端、电子温度计等等,其COMPIM(COM口物理接口模型)还可以使仿真电路通过PC机串口和外部电路实现双向异步串行通信;实时仿真:支持UART/USART/EUSARTs 仿真、中断仿真、SPI/I2C仿真、MSSP仿真、PSP仿真、RTC仿真、ADC仿真、CCP/ECCP仿真。
※编译及调试:支持单片机汇编语言的编辑/编译/源码级仿真,内带8051、AVR、PIC的汇编编译器,也可以与第三方集成编译环境(如IAR、Keil和Hitech)结合,进行高级语言的源码级仿真和调试。
4)实用的PCB设计平台原理图到PCB的快速通道:原理图设计完成后,一键便可进入ARES的PCB设计环境,实现从概念到产品的完整设计;※先进的自动布局/布线功能:支持器件的自动/人工布局;支持无网格自动布线或人工布线;支持引脚交换/门交换功能使PCB设计更为合理;完整的PCB设计功能:最多可设计16个铜箔层,2个丝印层,4个机械层(含板边),灵活的布线策略供用户设置,自动设计规则检查,3D 可视化预览;※多种输出格式的支持:可以输出多种格式文件,包括Gerber文件的导入或导出,便利与其它PCB设计工具的互转(如protel)和PCB板的设计和加工。
5)Protues提供了丰富的资源(1)Protues可提供的仿真元器件资源:仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件,有30多个元件库。
(2)Protues可提供的仿真仪表资源:示波器、逻辑分析仪、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器、信号发生器、模式发生器、交直流电压表、交直流电流表。
理论上同一种仪器可以在一个电路中随意的调用。
(3)除了现实存在的仪器外,Protues还提供了一个图形显示功能,可以将线路上变化的信号,以图形的方式实时地显示出来,其作用与示波器相似,但功能更多。
这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标,例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗。
这些都尽可能减少了仪器对测量结果的影响。
(4)Protues可提供的调试手段 Protues提供了比较丰富的测试信号用于电路的测试。
这些测试信号包括模拟信号和数字信号。
Protues电路功能仿真:在PROTUES绘制好原理图后,调入已编译好的目标代码文件:*.HEX,可以在PROTUES的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程。