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单片机如何模拟16路PWM

时间:10-02 整理:3721RD 点击:
RT。最近整了个灯的样品在玩,通过逻辑分析仪抓到的16路PWM波形,16路周期都为5ms,其中有6路PWM是持续输出,剩下的10路间断输出,每一路的占空比都在3个周期后改变。观察到的占空比无任何规律,求解应如何做才比较好。


用定时器比较输出功能

用定时器比较输出功能

16路的PWM输出,我估计要用专用的芯片来做。
如果要使用MCU来模拟,肯定要使用多路Timer来输出PWM信号,而其同路采用外部或内部定时器触发,来达到多路同步。

这个应该只能做模拟的PWM了,用定时器来控制周期,再用不同的变量来控制占空比,如果周期都一样,应该用1路定时器就可以了

周期都是一样的,我现在的做法是将所有占空比做成一个表格的形式来做,单一路占空比的个数就有247个,且相互间没有任何规律,将10个通道间断工作的时间也做成表格的形式去对比判断,但效果很不理想

个人认为你可能需要更换更快速的单片机,
假定PWM频率是1K,即周期是1毫秒,假定占空比是128分,则最短的时间是7。8微秒,即当占空比是1/128时,需要有一个7。8微秒的定时,再加上16路通道中间的判断和必要的操作,定时时间预留一个数量级,就是0。78微秒,不知道有没有算错,这个参数好像有点要求高了,不过个人认为应该这样算。
另外你贴出来的图是占空比图,还是PWM的启停图,占空比图的话,那这些PWM的频率很低,而且电平为高的部分应该是空心的,到更象是PWM启停图,高电平部分是PWM在工作,低电平部分是关闭了PWM,不知道是不是这样

PWM的启停图没错,所有通道的周期都是5ms,每格50us,一共分为100格,就像图片看到的除去6路通道的PWM一直都工作的,剩下的10个通道都是间断性的工作,所以所要判断的东西又变多了。

但是有16路啊,比较匹配的话不是只能控制一路输出嘛?

用定时器貌似可以

单片机做如此多的PWM,可以考虑用一个定时器做时基,溢出触发DMA,内存数据搬运到GPIO,然后占空比和周期这部分通过内存里的数据来控制。假设定时器10us溢出1次,数组数据0b11111111 11111111,0b11111111 11111110,0b11111111 11111101,0b11111111 11111100,0b11111111 11111111,0b11111111 11111110,0b11111111 11111001,0b11111111 11111100,这样子输出到GPIA的话,GPIOA0 口输出的PWM占空比为50%,周期20us;GPIOA1的占空比为50%,周期40us,GPIOA2的占空比为20%,周期50us。其他口同理,需要修改数组数据。
这样子的话,CPU负担也很小,主要工作由DMA完成,CPU只需要计算那组数据放在内存。等待DMA输出就可以。

额..8位机..不是32位机。

用定时器模拟一个PWM就可以了,要算好占空比的范围,确定好最短的定时时间,然后决定单片机的速度就可以了

这是STC-ISP提供的例程,使用定时器0做16路软件PWM
/*---------------------------------------------------------------------*/
/* --- STC MCU Limited ------------------------------------------------*/
/* --- STC 1T Series MCU Demo Programme -------------------------------*/
/* --- Mobile: (86)13922805190 ----------------------------------------*/
/* --- Fax: 86-0513-55012956,55012947,55012969 -----------------------*/
/* --- Tel: 86-0513-55012928,55012929,55012966 ------------------------*/
/* --- Web: www.STCMCU.com --------------------------------------------*/
/* --- Web: www.GXWMCU.com --------------------------------------------*/
/* --- QQ:  800003751 -------------------------------------------------*/
/* 如果要在程序中使用此代码,请在程序中注明使用了STC的资料及程序        */
/*---------------------------------------------------------------------*/

/*************  功能说明    **************
使用Timer0模拟16通道PWM驱动程序。
输出为 P1.0 ~ P1.7, P2.0 ~ P2.7, 对应 PWM0 ~ PWM15.
定时器中断频率一般不要超过100KHZ, 留足够的时间给别的程序运行.
本例子使用11.0592MHZ时钟, 25K的中断频率, 250级PWM, 周期为10ms.
中断里处理的时间不超过6us, 占CPU时间大约为15%.
******************************************/
#include    <reg52.h>
#define MAIN_Fosc       11059200UL  //定义主时钟
#define Timer0_Rate     25000       //中断频率

typedef     unsigned char   u8;
typedef     unsigned int    u16;
typedef     unsigned long   u32;
sfr AUXR = 0x8E;
sfr P1M1 = 0x91;    //PxM1.n,PxM0.n     =00--->Standard,    01--->push-pull
sfr P1M0 = 0x92;    //                  =10--->pure input,  11--->open drain
sfr P0M1 = 0x93;
sfr P0M0 = 0x94;
sfr P2M1 = 0x95;
sfr P2M0 = 0x96;
sfr P3M1 = 0xB1;
sfr P3M0 = 0xB2;
sfr P4M1 = 0xB3;
sfr P4M0 = 0xB4;
sfr P5M1 = 0xC9;
sfr P5M0 = 0xCA;
sfr P6M1 = 0xCB;
sfr P6M0 = 0xCC;
sfr P7M1 = 0xE1;
sfr P7M0 = 0xE2;
#define Timer0_Reload   (65536UL -(MAIN_Fosc / Timer0_Rate))        //Timer 0 重装值
//************** PWM8 变量和常量以及IO口定义 ***************
//********************  8通道8 bit 软PWM    ********************
#define     PWM_DUTY_MAX    250 // 0~255    PWM周期, 最大255
#define     PWM_ON          1   // 定义占空比的电平, 1 或 0
#define     PWM_OFF         (!PWM_ON)
#define     PWM_ALL_ON      (0xff * PWM_ON)
u8 bdata PWM_temp1,PWM_temp2;       //影射一个RAM,可位寻址,输出时同步刷新
sbit    P_PWM0  =   PWM_temp1^0;    //  定义影射RAM每位对应的IO
sbit    P_PWM1  =   PWM_temp1^1;
sbit    P_PWM2  =   PWM_temp1^2;
sbit    P_PWM3  =   PWM_temp1^3;
sbit    P_PWM4  =   PWM_temp1^4;
sbit    P_PWM5  =   PWM_temp1^5;
sbit    P_PWM6  =   PWM_temp1^6;
sbit    P_PWM7  =   PWM_temp1^7;
sbit    P_PWM8  =   PWM_temp2^0;
sbit    P_PWM9  =   PWM_temp2^1;
sbit    P_PWM10 =   PWM_temp2^2;
sbit    P_PWM11 =   PWM_temp2^3;
sbit    P_PWM12 =   PWM_temp2^4;
sbit    P_PWM13 =   PWM_temp2^5;
sbit    P_PWM14 =   PWM_temp2^6;
sbit    P_PWM15 =   PWM_temp2^7;
u8  pwm_duty;       //周期计数值
u8  pwm[16];        //pwm0~pwm15 为0至15路PWM的宽度值
bit     B_1ms;
u8      cnt_1ms;
u8      cnt_20ms;
/**********************************************/
void main(void)
{
    u8  i;
   
    P0M0 = 0x00;
    P0M1 = 0x00;
    P1M0 = 0x00;
    P1M1 = 0x00;
    P2M0 = 0x00;
    P2M1 = 0x00;
    P3M0 = 0x00;
    P3M1 = 0x00;
    P4M0 = 0x00;
    P4M1 = 0x00;
    P5M0 = 0x00;
    P5M1 = 0x00;
    P6M0 = 0x00;
    P6M1 = 0x00;
    P7M0 = 0x00;
    P7M1 = 0x00;
    AUXR |=  (1<<7);    // Timer0 set as 1T mode
    TMOD &= ~(1<<2);    // Timer0 set as Timer
    TMOD &= ~0x03;      // Timer0 set as 16 bits Auto Reload
    TH0 = Timer0_Reload / 256;  //Timer0 Load
    TL0 = Timer0_Reload % 256;
    ET0 = 1;        //Timer0 Interrupt Enable
    PT0 = 1;        //高优先级
    TR0 = 1;        //Timer0 Run
    EA = 1;         //打开总中断
    cnt_1ms = Timer0_Rate / 1000;   //1ms计数
    cnt_20ms = 20;
   
    for(i=0; i<16; i++)     pwm = i * 15 + 15;   //给PWM一个初值
   
    while(1)
    {
        if(B_1ms)   //1ms到
        {
            B_1ms = 0;
            if(--cnt_20ms == 0) //PWM 20ms改变一阶
            {
                cnt_20ms = 20;
                for(i=0; i<16; i++) pwm++;
            }
        }
    }
}

/********************** Timer0 1ms中断函数 ************************/
void timer0 (void) interrupt 1
{
    P1 = PWM_temp1;         //影射RAM输出到实际的PWM端口
    P2 = PWM_temp2;
        
    if(++pwm_duty == PWM_DUTY_MAX)      //PWM周期结束,重新开始新的周期
    {
        pwm_duty = 0;
        PWM_temp1 = PWM_ALL_ON;
        PWM_temp2 = PWM_ALL_ON;
    }
    ACC = pwm_duty;
    if(ACC == pwm[0])       P_PWM0  = PWM_OFF;  //判断PWM占空比是否结束
    if(ACC == pwm[1])       P_PWM1  = PWM_OFF;
    if(ACC == pwm[2])       P_PWM2  = PWM_OFF;
    if(ACC == pwm[3])       P_PWM3  = PWM_OFF;
    if(ACC == pwm[4])       P_PWM4  = PWM_OFF;
    if(ACC == pwm[5])       P_PWM5  = PWM_OFF;
    if(ACC == pwm[6])       P_PWM6  = PWM_OFF;
    if(ACC == pwm[7])       P_PWM7  = PWM_OFF;
    if(ACC == pwm[8])       P_PWM8  = PWM_OFF;
    if(ACC == pwm[9])       P_PWM9  = PWM_OFF;
    if(ACC == pwm[10])      P_PWM10 = PWM_OFF;
    if(ACC == pwm[11])      P_PWM11 = PWM_OFF;
    if(ACC == pwm[12])      P_PWM12 = PWM_OFF;
    if(ACC == pwm[13])      P_PWM13 = PWM_OFF;
    if(ACC == pwm[14])      P_PWM14 = PWM_OFF;
    if(ACC == pwm[15])      P_PWM15 = PWM_OFF;
    if(--cnt_1ms == 0)
    {
        cnt_1ms = Timer0_Rate / 1000;
        B_1ms = 1;      // 1ms标志
    }
}

我用的是新塘的51单片机,给你参考假设输出为p00~p07,p10~p1716个引脚;
u8 pwm1,pwm2 ......pwm16;
void Timer0_Init(void)
{
        TMOD &= ~0XF;
        TMOD |= 0X1;
        
        TIMER0_MODE1_ENABLE;                       
        set_T0M;                         //时钟源为系统时钟
        
        TH0 = TH0_INIT;              //设置频率
        TL0 = TL0_INIT;
        set_ET0;                                 
        set_EA;                                 
        
        set_TR0;               
}
void Timer0_ISR (void) interrupt 1        
{
        static u8 count=0;              //这是计数器,用一个变量与他比较就是PWM
        
        clr_TR0;                  
        TH0 = TH0_INIT;
        TL0 = TL0_INIT;   
        set_TR0;              //重新装值

        count++;
        if(count>=120)
              count=0;

        if(pwm1>count)
            p00=1;
         else
            p00=0;
          if(pwm2>count)
            p01=1;
         else
            p01=0;
          .
          .
          .
          if(pwm16>count)
            p17=1;
         else
            p17=0;
}
在mian函数中改变pwm的值就可以改变占空比了!0~120之间。

只能用定时器模拟了。

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