浅谈利用单片机设计PWM脉冲信号发生器
浅谈利用单片机设计PWM脉冲信号发生器
浅谈利用单片机设计PWM脉冲信号发生器摘要脉冲宽度调制（PWM）在电子技术领域中应用十分广泛，但是利用模拟电路实现脉宽调制功能十分复杂、不经济。
随着微处理器的发展，运用数字输出方式去控制实现PWM的功能就变得简单快捷，本文就如何利用89S52单片机软件编程设计出周期一定而占空比可调的脉冲波，也就是实现PWM功能进行设计，它可以代替模拟电路的PWM脉冲信号发生器。
关键词单片机 PWM 数字控制PWM是脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation）的英文缩写，它是开关型稳压电源中按稳压的控制方式分类中的一种，而脉宽宽度调制式（PWM）开关型稳压电路是在控制电路输出频率不变的情况下，通过电压反馈调整其占空比，从而达到稳定输出电压的目的。
简单的说，PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。
理论上讲就是电压或电流源以一种通（ON）或断（OFF）的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的，通的时候就是电源被加到负载上，断的时候就是供电被断开的时候，所以PWM信号仍然是数字的。
要想达到这样一种脉宽调制效果，模拟电压和电流时可以直接控制。
例如音响的音量控制，在简单的模拟电路中，它的控制是由连接了一个可变电阻的旋钮来实现的，其过程是拧动旋钮，电阻值变小或变大，流过该电阻的电流也随之增加来减小，从而改变驱动扬声器的电流值，那么声音也就相应变大或变小。
从这个例子来看，模拟控制是直观而简单的，但是并不是所有的模拟电路都是可行并且经济的，其中很重要的一点就是模拟电路容易随时间漂移，它的调节过程就很困难，为了解决问题就要增加很多的电路，使得电路变得复杂并且昂贵。
除此之外，模拟电路中许多的元器件会发热，也就相对提高了电路的功耗，并且对噪声也敏感，任何干扰或噪声都会改变电流值的大小。
综上所述，通过数字方式来控制模拟电路可以大幅度降低系统的成本和功耗，而单片机I/O口的数字输出可以很简单地发出一个脉冲波，在配以外部元器件就可以调节脉冲波的占空比，完成PWM的功能。
PWM信号生成原理及在单片机控制中的应用
PWM信号生成原理及在单片机控制中的应用随着现代科技的迅猛发展，单片机成为了各类电子设备和系统中不可或缺的关键组件。
而PWM信号作为一种重要的数字信号，广泛应用于单片机控制中，它的产生原理以及在单片机控制中的应用，是我们需要深入了解和研究的。
一、PWM信号生成原理PWM信号是一种脉冲宽度调制信号，通过改变脉冲的宽度来模拟模拟量电压的变化。
PWM信号的产生原理主要通过改变脉冲的高电平时间和低电平时间来控制信号的平均电平值，从而实现对输出的调整。
在数字系统中，PWM信号的生成需要借助计时器和定时器。
单片机中的计时器/定时器模块可以发挥关键作用，产生高效、精确的PWM信号。
具体来说，使用计时器和定时器可以先设定一个固定的周期，然后在每个周期内，根据占空比的设定，分别设定高电平和低电平的持续时间。
通常，高电平时间和低电平时间之和即为一个周期的时间。
二、PWM信号在单片机控制中的应用1. 电机控制PWM信号在电机控制中得到广泛应用。
通过控制PWM信号的占空比，可以实现对电机转速的调节。
通过改变高电平时间和低电平时间的比例，可以实现不同的转速控制。
2. LED亮度控制PWM信号在LED亮度控制中也扮演着重要角色。
通过改变PWM信号的占空比，可以实现对LED灯的亮度调节，从而得到不同亮度的光效。
3. 温度控制PWM信号还可以用于温度控制。
通过控制PWM信号的占空比，可以调整加热元件的电源开关频率和工作时间，从而实现对温度的控制。
这种控制方式下，可以减少功耗，提高系统效率。
4. 声音输出PWM信号还可应用于音频处理。
通过改变PWM信号的频率和占空比，可以产生不同音高的声音。
利用PWM信号的高频特性，可以实现模拟音频信号的数字化。
5. 无线通信PWM信号还可以被用于无线通信中。
通过控制PWM信号的占空比和频率，可以产生数字调制信号，实现与无线通信模块的数据传输。
三、PWM信号控制方法1. 软件控制通过使用单片机的GPIO口，可以编写程序，实现对PWM信号的软件控制。
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。
基于单片机制作PWM信号发生装置
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频率为 71.17Hz
成果展现
4.第二次按下左边按键，系统进入占空比可调模式
5.按下中间按键，波形占空比增大 6.按下右边按键，波形占空比减小
7.按下复位键，波形复位
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基于单片机制作PWM 信号发生装置
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基于单片机和FPGA的四通道PWM信号发生器接口设计
基于单片机和FPGA的四通道PWM信号发生器接口设计概述：PWM（Pulse Width Modulation，脉宽调制）是一种常用的电子信号生成技术，广泛应用于数字电路控制、电机驱动等领域。
本文将介绍基于单片机和FPGA的四通道PWM信号发生器接口设计。
1.系统架构：该系统由单片机和FPGA两部分组成，单片机负责控制FPGA的工作模式和参数设置，FPGA负责生成四个PWM信号。
2.单片机模块设计：单片机采用32位ARM Cortex-M系列处理器，具有丰富的接口资源和高性能计算能力。
在单片机上实现以下模块：-用户界面模块：使用LCD显示屏和按键进行参数设置和显示。
-通信模块：通过串口与PC进行通信，可以接收上位机发送的参数设置指令或者发送当前PWM信号的状态信息。
-控制模块：根据用户的操作指令，控制FPGA生成PWM信号的工作模式和参数设置。
3.FPGA模块设计：FPGA是可编程逻辑器件，可以按照需求配置逻辑电路，可以实现复杂的信号处理和控制功能。
在FPGA上实现以下模块：-PWM生成模块：根据单片机发送的参数，生成四个PWM信号。
可以设置频率、占空比等参数。
-PWM输出模块：将生成的PWM信号输出到外部设备，如电机驱动模块、LED灯等。
4.系统通信协议：为了实现单片机与FPGA之间的通信，需要定义一种通信协议。
可以使用UART串口通信，通信协议可以基于Modbus、RS485等标准协议进行设计。
5.系统工作流程：系统的工作流程如下：-单片机上电初始化，进行参数设置和显示；-单片机通过串口发送参数设置指令到FPGA；-FPGA根据设置生成PWM信号；-FPGA将生成的PWM信号输出到外部设备；-单片机可以通过串口接收FPGA发送的PWM信号状态信息。
6.系统性能考虑：为了实现稳定可靠的PWM信号发生，需要考虑以下因素：-单片机的时钟稳定性和计算能力；-FPGA的资源利用率和可靠性；-PWM频率和占空比的设置范围和精度；-输出PWM信号的性能要求。
【报告】基于单片机的PWM波形发生器
振荡电路是每个具有时序逻辑电路必不可少的重要角色。本项目采用晶振振荡电路，一般有并联式和串联式两种接法。显然本项目中使用的是并联式，振荡周期为11.0592MHz。本项目中有上电复位和手动复位。
6.7.AT89C52
核心器件,“中央处理”单元，芯片控制、数据处理等。
本程序原理图P0/P2口构成地址总线，P0口为双向数据总线。地址总线选通芯片，数据总线选通AD通道，接收AD转换数据以及PWM输出等等。晶振频率为11.0592MHz。INT0/INT1分别为外部中断信号，连接键盘，实现键盘的输入，对应T0/T1为高电平则为下降沿触发，反之为低电平触发。
/*--Head files--*/
#include<reg52.h>
#include<stdio.h>
#include<intrins.h>
#include<absacc.h>
A、B、C——地址线。通道端口选择线，A为低地址，C为高地址，引脚图中为ADDA，ADDB和ADDC。
EOC——转换结束信号。EOC=0,正在进行转换；EOC=1,转换结束。使用中该状态信号即可作为查询的状态标志，又可作为中断请求信号使用。
D7～D0——数据输出线。为三态缓冲输出形式，可以和单片机的数据线直接相连。D0为最低位，D7为最高
6.2.74HC138
本项目中38译码器的功能是实现地址译码，由单片机P2Biblioteka 输出地址高八位，经38译码器译码输出。
6.3.ULN2803
ULN2803低电平驱动电流大，驱动蜂鸣器、数码管。逻辑上为集成非门。
6.4.74HC573
八进制三态非反转透明锁存器。实验中多次用到74HC573锁存器，其作用是将D0~D7逻辑锁存，Q0~Q7输出。原理图中，U10为数码管段码寄存器，决定显示什么数字；U11为数码管位码寄存器，决定哪个数码管亮；两路PWM波由U14的Q0、Q1分别输出，分别接示波器观察。
单片机pwm调光电路
单片机pwm调光电路单片机PWM调光电路一、引言随着人们对照明效果的追求，调光技术在照明领域中得到广泛应用。
而单片机PWM调光电路作为一种常见的调光技术，具有调光范围广、精度高、响应速度快等优点，被广泛应用于LED照明、舞台灯光等领域。
本文将介绍单片机PWM调光电路的原理和实现方法。
二、原理单片机PWM调光电路的原理是利用单片机的定时器产生PWM信号，通过改变PWM信号的占空比来调节灯光的亮度。
PWM（Pulse Width Modulation）即脉宽调制，通过改变信号脉冲的高电平时间和低电平时间的比例，来控制被调光设备的平均功率，从而达到调光的效果。
三、实现方法1. 硬件设计单片机PWM调光电路的硬件设计主要包括单片机、光敏电阻、三极管等元件。
其中，单片机是控制调光的核心部件，光敏电阻用于感知环境光亮度，并将感知的信号输入给单片机，三极管则用于控制LED灯的亮度。
2. 程序设计在单片机PWM调光电路中，需要通过编程来实现PWM信号的控制。
具体的实现步骤如下：（1）初始化定时器：设置定时器的工作模式和时钟源。
（2）设置PWM参数：设置PWM的频率和占空比。
（3）启动定时器：使定时器开始工作。
（4）根据光敏电阻的信号调节PWM占空比：通过读取光敏电阻的信号，计算出对应的PWM占空比，并将其写入PWM寄存器。
（5）循环执行以上步骤，实现实时调光。
四、优点与应用1. 优点（1）调光范围广：单片机PWM调光电路可以在0-100%之间连续调节亮度，满足不同场合的需求。
（2）精度高：PWM调光电路的调光精度可以达到0.1%左右，保证了照明效果的准确性。
（3）响应速度快：由于PWM信号的高低电平时间可以非常短，因此单片机PWM调光电路的响应速度很快，可以实现实时调光。
（4）节能环保：通过调节灯光的亮度，可以达到节能减排的效果，降低能耗，环保节能。
2. 应用（1）LED照明：单片机PWM调光电路广泛应用于LED照明领域，通过调节LED的亮度，实现不同场合的照明需求，如家居照明、商业照明等。
单片机中PWM技术原理与应用案例详解
单片机中PWM技术原理与应用案例详解PWM（Pulse Width Modulation）是一种常用于控制电子设备的技术，广泛应用于单片机系统中。
PWM技术通过调整一个周期内高电平和低电平的时间比例，来实现对设备的控制。
本文章将详细介绍PWM技术的原理和应用案例。
首先，我们来了解PWM技术的基本原理。
PWM信号由高电平和低电平构成，高电平的时间称为占空比，用百分比来表示。
占空比越高，则高电平时间越长，输出的平均功率也越大。
相反，占空比越低，则高电平时间越短，输出的平均功率也越小。
PWM技术的原理是通过改变高电平和低电平的时间比例，来控制设备的输出。
以LED灯为例，当占空比为0%时，LED灯处于关闭状态；当占空比为100%时，LED灯处于全亮状态；当占空比为50%时，LED灯以一半的亮度工作。
在单片机系统中，PWM技术通常是通过定时器/计数器模块实现的。
所谓定时器，就是计算时间的设备，而计数器则是计数的设备。
定时器/计数器模块可以提供一个可编程的时钟源，并通过读取定时器的计数器值来确定时间的流逝。
使用PWM技术控制设备的步骤如下：1. 设定PWM的周期：通过设定定时器的计数器值和时钟源，来确定PWM的周期。
周期的选择取决于设备的要求和设计需求。
2. 设定PWM的占空比：通过修改定时器的计数器的初值和阈值，来设定PWM的占空比。
高电平的时间和低电平的时间由这两个值共同决定。
3. 启动定时器：启动定时器，开始产生PWM信号。
4. 反复循环：通过不断修改占空比，可以实现对设备的精确控制。
下面我们来看一个PWM技术的应用案例：温度控制。
在温度控制系统中，通过PWM技术可以精确地控制加热设备，以维持设定温度。
具体步骤如下：1. 设定温度范围和初始温度：根据实际需求，设定温度范围和初始温度。
2. 读取温度数据：使用温度传感器读取当前的温度数据。
3. 判断温度范围：将读取到的温度数据与设定的温度范围进行比较，判断当前的温度处于哪个范围。
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。
基于单片机PWM控制技术的实现
基于单片机PWM控制技术的实现一、本文概述本文旨在深入探讨基于单片机PWM（脉冲宽度调制）控制技术的实现。
PWM控制技术是一种广泛应用于电机控制、电源管理、照明系统等领域的电子控制技术。
通过调整脉冲的宽度，实现对输出电压或电流的精确控制，从而满足各种应用场景的需求。
本文将首先简要介绍PWM控制技术的基本原理和单片机在PWM控制中的应用，然后详细阐述单片机PWM控制技术的具体实现方法，包括硬件电路设计、软件编程以及优化策略等方面。
本文还将分析单片机PWM控制技术的优缺点，并探讨其在不同领域的应用前景。
通过本文的阅读，读者将能够全面了解单片机PWM控制技术的实现过程，为实际应用提供有益的参考和指导。
二、单片机PWM控制技术基础脉宽调制（PWM，Pulse Width Modulation）是一种数字控制技术，通过对模拟信号的采样，把模拟信号转换成一定频率的脉冲信号，再通过控制脉冲信号的占空比（即脉冲宽度与脉冲周期之比）来模拟输出不同的模拟信号电平。
这种技术在电子控制系统中应用广泛，尤其在电机控制、电源管理、照明调节等领域发挥着重要作用。
单片机（MCU，Microcontroller Unit）是一种集成度高、功能强大的微型计算机，内部集成了CPU、存储器、I/O接口等多种功能模块。
单片机利用PWM控制技术，可以通过编程实现对外部设备的精确控制。
在单片机中实现PWM控制，一般需要通过定时器或专门的PWM模块生成具有特定占空比的脉冲信号。
占空比的大小决定了输出信号的平均电平，从而实现模拟信号的数字化控制。
例如，当占空比为50%时，输出的平均电平为电源电压的一半。
在PWM控制中，频率和占空比是两个关键参数。
频率决定了PWM 信号的平滑度，频率越高，输出的模拟信号越平滑。
占空比则决定了输出信号的平均电平，通过调整占空比可以实现对外部设备的精确控制。
选择合适的PWM模块或定时器。
不同的单片机可能具有不同的PWM模块或定时器资源，需要根据具体需求选择合适的模块或定时器。
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。
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pwm波信号发生器的研制
前言脉冲宽度调制是现代控制技术常用的一种控制信息输出，可以有效地利用数字技术控制模拟信号的技术。
PWM(Pulse Width Modulation)又称脉冲宽度调制，属于脉冲调制的一种，即脉冲幅度调制（PAM）、脉冲相位调制（PPM）、脉冲宽度调制（PWM）和脉冲编码调制（PCM）。
它们本来是应用于电子信息系统和通信领域的一种信号变换技术，但从六十年代中期以来后，随着电力电子技术被引入到电力变换领域，PWM技术广泛运用于各种工业电力传动领域乃至家电产品中。
目前，随着微机技术日益广泛深入工业控制领域，单片机控制的PWM技术迅速发展，其突出特点是可以比较容易地选择最佳的脉冲调制频段，更重要的，由于与单片机的结合，整个系统可以集成为具有更完备的保护功能、故障诊断功能和显示功能的高可靠的微型化的系统。
因此，被竞相开发，前景广阔。
在智能化产品开发中, 许多常用的单片机没有提供脉宽调制(PWM ) 电压信号输出功能, 而在某些特定的场合需要得到PWM信号。
PWM控制技术以其控制简单、灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术最广泛应用的控制方式，也是人们研究的热点。
PWM控制技术一直是变频技术的核心技术之一,由于PWM可以同时实现变频变压反抑制谐波的特点，在交流传动及至其它能量变换系统中得到广泛应用。
目前实现方法为采用全数字化方案，完成优化的实时在线的PWM信号输出。
本文主要介绍了PWM信号发生器的概念、作用及定义，分析了系统的工作原理和软硬件的设计。
主要是以AT89C51单片机为核心控制单元，通过对外围电路芯片的设计实现PWM输出波形的频率、电压幅值、占空比的连续调节，达到产生PWM信号目的。
第一章系统组成与工作原理1.1 系统设计内容与要求一、设计内容：PWM信号发生器的研制二、设计要求：（1）采用定时/计数器8253（2） PWM信号的工作频率为500Hz(1000Hz)（3）占空比可变且显示占空比1.2 系统组成如图1.1所示为系统的设计结构框图。
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。
单片机中的PWM技术原理及应用研究
单片机中的PWM技术原理及应用研究概述:脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）是一种常用的模拟信号生成技术，广泛应用于单片机系统中。
本文将深入探讨PWM技术的原理，分析其在不同应用领域的具体应用，并探讨其相关的技术研究。
1. PWM技术的原理1.1 PWM的基本原理PWM技术通过调整脉冲信号的宽度来实现模拟信号的输出。
在一个周期内，PWM信号的高电平时间决定输出信号的幅值大小，而周期则决定了信号的频率。
通过调整高电平时间和周期，可以实现模拟信号的各种幅度和频率输出。
1.2 PWM的工作原理PWM信号的产生通常通过单片机的定时器/计数器实现。
单片机通过设定定时器的计数初值和重载值，可以控制PWM信号的周期。
同时，可以通过修改比较寄存器的值来调整高电平的持续时间。
单片机通过不断更新定时器的计数值和比较寄存器的值，可以生成不同宽度和频率的PWM信号。
2. PWM技术的应用2.1 电机控制PWM技术在电机控制中广泛应用。
通过控制PWM信号的占空比，可以调整电机的转速和扭矩。
PWM控制可以实现电机的高效能工作，避免过热和能量浪费。
在直流电机和步进电机控制中，PWM技术可以实现精确的速度调节和位置控制。
2.2 LED调光PWM技术在LED照明领域中具有重要的应用。
通过调整PWM信号的占空比，可以实现对LED亮度的无级调节。
传统的电阻式调光方式会带来能量浪费和发热问题，而PWM调光可以实现高效能低耗能的LED照明系统。
2.3 音频处理PWM技术在音频处理中也具有广泛的应用。
通过调整PWM信号的频率和占空比，可以实现音频信号的生成和处理。
PWM技术可以实现PCM（脉冲编码调制）音频信号的数字-模拟转换，同时可以进行音量和音调的调节。
通过PWM技术的应用，可以实现嵌入式音频设备的设计和制造。
2.4 温度控制PWM技术在温度控制中也有应用。
通过控制PWM信号的周期和占空比，可以实现温控器对加热设备的精确控制。
单片机中的PWM调制技术及应用案例
单片机中的PWM调制技术及应用案例单片机（Microcontroller）是一种集成电路芯片，内含有处理器核心、存储器、输入输出设备接口以及各种外设控制电路。
在实际的电子设备中，单片机被广泛应用于各种控制系统中，实现从简单到复杂的任务。
其中，PWM（Pulse Width Modulation）调制技术是单片机中常用的数字信号处理技术之一。
本文将探讨PWM调制技术的原理及其在实际应用中的案例。
一、PWM调制技术的原理PWM调制技术是一种通过调节信号的占空比来实现模拟量控制的数字信号处理技术。
在PWM信号中，一个周期包含高电平和低电平两个状态，通过调节高电平持续时间和低电平持续时间的比例，来控制输出信号的平均电平值。
常见的PWM波形形式有方波、三角波以及锯齿波等。
PWM调制技术的核心在于改变信号的占空比。
占空比（Duty Cycle）定义为高电平时间和一个周期的比例，通常用百分比表示。
例如，50%的占空比表示高电平时间和低电平时间相等。
通过改变占空比，可以控制输出信号的平均电平值，从而实现模拟量控制。
二、PWM调制技术的应用案例PWM调制技术在单片机应用中有着广泛的应用场景，下面将介绍几个常见的案例。
1. LED亮度调节LED灯的亮度可以通过PWM调制技术来实现。
通过改变PWM 信号的占空比，控制LED灯的通电时间，从而改变LED灯的亮度。
较小的占空比会使得LED灯亮度较暗，而较大的占空比则会使得LED灯亮度较亮。
2. 电机控制PWM调制技术在电机控制中也得到了广泛应用。
通过改变PWM信号的占空比，可以控制电机的转速和转向。
较小的占空比可以降低电机转速，而较大的占空比则可以提高电机转速。
3. 温度控制温度控制是很多电子设备中的一个重要功能。
PWM调制技术可以用于控制加热设备的温度。
通过将加热设备接入PWM信号输出口，通过改变占空比来控制加热设备的工作时间和停止时间，从而实现温度的控制。
4. 电压调节PWM调制技术也可以用于调节电压。
基于单片机驱动CPLD的PWM正弦信号发生器设计
基于单片机驱动CPLD的PWM正弦信号发生器设计前面几期给读者介绍了单片机+CPLD系统设计，本篇继续挖掘CPLD潜力，给出一种单片机驱动CPLD的PWM正弦信号发生器设计，充分体现了CPLD的灵活多变，配合单片机控制，其妙无穷，以下方案均在Mini51板上实现。
脉宽调制PWM(Pulse Width Modulation)是利用数字输出信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。
一、PWM原理PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。
通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。
PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(ON)，要么完全无(OFF)。
电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。
通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。
只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM进行编码。
如图1所示，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。
图1用PWM波代替正弦半波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。
二、基于CPLD的PWM方案一个PWM发生器必须包括计数器，数据比较器，另外就是配置PWM参数的时钟分频寄存器和占空比寄存器，结构框图如图2所示，这些电路都可以用CPLD来实现。
图2PWM控制器结构框图高频时钟信号经分频器驱动计数器，计数器如图3所示，总是从Bottom到Top 的循环计数，计数器的输出和占空比寄存器里的数据经数据比较器比较，输出PWM信号，当计数器输出小于占空比设定值时输出低电平(0)，否则输出高电平(1)，如图3(b)(c)所示。
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。
利用单片机产生PWM信号的软件实现方法
《机电技术》2008年第1期计算机技术应用利用单片机产生PWM信号的软件实现方法吴泽民 王俊 王景（河南科技大学 车辆与动力工程学院，河南 洛阳 471003）摘 要：根据直流电机调速的相关知识，及PWM 基本原理和实现方法，介绍一种基于MCS-51单片机用软件产生PWM 信号的方法，采用单个计数器和工作寄存器，以及按键相配合实现PWM信号调节。
对于直流电机速度控制的实现提供了一种有效的途径。
关键词：单片机 PWM信号 直流电机调速中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1672-4801(2008)01-20-021 引言直流电机由于具有速度控制容易，启动、制动性能良好，平滑调速范围宽等特点，在冶金、机械制造、轻工等工业部门中得到广泛应用。
直流电动机的调速有改变电枢电压U调速、改变电枢回路串接附加电阻R调速及改变主磁通Φ调速等三种方法。
改变电枢回路串接附加电阻调速方法，调速电阻将消耗大量的电能，使电动机的效率下降，而且由于调速电阻不能连续变化，使得调速不平滑，难以实现无级调速。
改变主磁通Φ调速方法，低速时受磁极饱和的限制，高速时受换向器结构强度及其换向火花的限制，并且励磁线圈电感较大，动态响应较差。
所以这两种调速方法用得较少。
目前，大多数应用场合都使用改变电枢电压U调速，随着电力电子技术的进步，发展了许多新的电枢电压控制方法，其中PWM(脉宽调制)是常用的一种调速方法。
因此，本文提出利用单片机产生PWM信号的软件实现方法。
2 PWM 基本原理PWM基本原理是通过控制固定电压的直流电源开关频率，从而改变电机电枢的电压，进而达到控制要求的一种调速方法。
在脉宽调速系统中，按照一定的频率来接通和断开电源，并根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”的时间，通过改变电枢上平均电压的大小，从而控制电动机的转速。
PWM调制的原理如图1示。
图1 PWM调制原理与输入输出波形图通过PWM来控制电机电压时，电动机的电枢绕组两端的平均电压oU为：1121(0)/()/o s s sU t U t t t U T Uα=++==式中α为占空比，α＝t1/T。
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浅谈利用单片机设计PWM脉冲信号发生器
发表时间：2014-01-09T11:41:33.297Z 来源：《中国科技教育·理论版》2013年第11期供稿作者：王雪娇胡恒铮
[导读] 除此之外，模拟电路中许多的元器件会发热，也就相对提高了电路的功耗，并且对噪声也敏感，任何干扰或噪声都会改变电流值的大小。
王雪娇胡恒铮无锡技师学院 214153
摘要脉冲宽度调制（PWM）在电子技术领域中应用十分广泛，但是利用模拟电路实现脉宽调制功能十分复杂、不经济。
随着微处理器的发展，运用数字输出方式去控制实现PWM的功能就变得简单快捷，本文就如何利用89S52单片机软件编程设计出周期一定而占空比可调的脉冲波，也就是实现PWM功能进行设计，它可以代替模拟电路的PWM脉冲信号发生器。
关键词单片机 PWM 数字控制
PWM是脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation）的英文缩写，它是开关型稳压电源中按稳压的控制方式分类中的一种，而脉宽宽度调制式（PWM）开关型稳压电路是在控制电路输出频率不变的情况下，通过电压反馈调整其占空比，从而达到稳定输出电压的目的。
简单的说，PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。
理论上讲就是电压或电流源以一种通（ON）或断（OFF）的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的，通的时候就是电源被加到负载上，断的时候就是供电被断开的时候，所以PWM信号仍然是数字的。
要想达到这样一种脉宽调制效果，模拟电压和电流时可以直接控制。
例如音响的音量控制，在简单的模拟电路中，它的控制是由连接了一个可变电阻的旋钮来实现的，其过程是拧动旋钮，电阻值变小或变大，流过该电阻的电流也随之增加来减小，从而改变驱动扬声器的电流值，那么声音也就相应变大或变小。
从这个例子来看，模拟控制是直观而简单的，但是并不是所有的模拟电路都是可行并且经济的，其中很重要的一点就是模拟电路容易随时间漂移，它的调节过程就很困难，为了解决问题就要增加很多的电路，使得电路变得复杂并且昂贵。
除此之外，模拟电路中许多的元器件会发热，也就相对提高了电路的功耗，并且对噪声也敏感，任何干扰或噪声都会改变电流值的大小。
综上所述，通过数字方式来控制模拟电路可以大幅度降低系统的成本和功耗，而单片机I/O口的数字输出可以很简单地发出一个脉冲波，在配以外部元器件就可以调节脉冲波的占空比，完成PWM的功能。
本文主要介绍利用89S52系列的单片机，控制某个I/O口中一个管脚的数字输出，生成相应周期的脉冲波，并利用按键控制其占空比的调节，包括了占空比自小到大和自大到校的顺序及倒序可调，其调节范围广，操作简便，各元器件间的干扰较小，对模拟电路的控制十分有效。
1.PWM波的生成
PWM波既为数字输出，就是其幅值只有高电平（ON）和低电平（OFF）之分，所以只要使单片机中作为PWM波输出端的那个管脚输出“1”和“0”，并且搭配不同的时间段，就可以形成不同周期的PWM波。
举例说明：若要生成周期为10ms的脉冲，就可以利用单片机编程指令控制其输出端输出“1”，并且保持一段时间tp，然后再输出“0”，同样使其保持一段时间tr，两种数字输出保持的时间必须要满足，现就已生成10ms周期的脉冲波，而PWM波与该脉冲波的区别就是还要能够调节占空比。
占空比是指正半周脉宽占整个周期的比例，即高电平保持时间于周期的比值，该比值为百分数（），因此在周期一定的情况下，调节占空比就是调节高电平保持的时间。
2.应用编程
本文介绍的PWM波是利用单片机定时中断去确定脉冲波的周期，并且通过两个按键自增和自减某个变量送至中断中，通过此变量去分配高低电平各自占用的时间，形成不同的占空比，即假设一个周期满额比例值为10，则高电平保持时间的比例为该变量值，那么低电平保持时间的比例就是10减去该变量值。
如图1所示为单片机的外部接线图，其中省略了单片机最小系统，此图即可利用89SC52单片机设计出满足周期为10ms、初始占空比为50%、占空比调节范围为0～100%的PWM脉冲信号发生器。
占空比调节范围是指高电平保持时间为0～10ms，那么低电平保持时间就是10ms～0。
P0.7脚为PWM波输出口，作为PWM脉冲信号发生器可连接其它电路，本文仅连接示波器去观察波形的占空比变化情况，P2.0脚为自增按钮控制端，每按一次高电平保持时间增加1ms，P2.1脚为自减按钮控制端，每按一次高电平保持时间减少1ms。
图2所示为初始
50%占空比的波形图以及20%、40%、60%和80%占空比的波形图，以此看出PWM的变化。
89C52单片机生成PWM波C语言程序：
#define uint unsigned int
sbit pwm=P0^7;
sbit k1=P2^0;
sbit k2=P2^1;
bit bz;//定义一个按键是否松开的标志位
uchar b;
uchar m=5;//m为控制占空比的变量，初始占空比50%
void delay(uint i)
{while(i--);}
void dingshi() interrupt 1//定时中断
{TL0=(65536-1000)%256; //1ms初始化
TH0=(65536-1000)/256;
b++;
if(b==10) b=0; //10ms周期定时
if(b<m) pwm=1;else pwm=0;//高低电平保持时间分配}
void main()
{EA=1;ET0=1;
TMOD=0x01;//定时0工作在方式1，1ms中断1次
TL0=(65536-1000)%256;
TH0=(65536-1000)/256;
TR0=1;//开中断
while (1)
{if((k1==0)&&(bz==0)) {delay(1110);if(k1==0){bz=1;m++;if(m==11) m=10;}}//每按一次占空比自增10%
if((k2==0)&&(bz==0)) {delay(1110);if(k2==0){bz=1;m--;if(m==255) m=0;}}//每按一次占空比自减10%
if((k1==1)&&(k2==1)) bz=0;//判断按键是否松开}}
综合硬件设计和软件设计可以看出，利用单片机数字输出方式可以很简单的完成脉冲宽度的调制，无须通过对模拟电路各元器件参数的计算进行调节，并且可以随时调整输出不同周期的脉冲波，利用该方法设计的PWM脉冲信号发生器可以很广泛。
但是此设计也有一些缺点，其占空比只能按10%的比例调节，调节精度还有待提高。
参考文献
【1】何立民,张俊谟.单片机中级教程：第2版[M].北京：北京航空航天大学出版社,2002.
【2】吴金戌,沈庆阳,郭庭吉.8051单片机实践与应用[M].北京：人民邮电出版社,2003.
【3】贺小光,蓝讽,陈敬艳.PWM可调直流稳压控制电源电路的设计研究[J].东北师大学报（自然科学版），2010,42(2).。