单片机关键技术基础详解（五）

眼不能分辨42Hz以上的频率，所以PWM的频率应高于42Hz，否则人眼会察觉到灯的闪烁。

　　2.然后根据需要PWM的频率范围确定ATmega128定时/计数器的PWM工作方式。AVR定时/计数器的PWM模式可以分成快速PWM和频率（相位）调整PWM两大类。

　　3.快速PWM可以的到比较高频率的PWM输出，但占空比的调节精度稍微差一些。此时计数器仅工作在单程正向计数方式，计数器的上限值决定PWM的频率，而比较匹配寄存器的值决定了占空比的大小。PWM频率的计算公式为：

　　PWM频率 = 系统时钟频率/（分频系数*（1+计数器上限值））

　　4.快速PWM模式适合要求输出PWM频率较高，但频率固定，占空比调节精度要求不高的应用。

　　5.频率（相位）调整PWM模式的占空比调节精度高，但输出频率比较低，因为此时计数器仅工作在双向计数方式。同样计数器的上限值决定了PWM的频率，比较匹配寄存器的值决定了占空比的大小。PWM频率的计算公式为：

　　PWM频率 = 系统时钟频率/（分频系数*2*计数器上限值））

　　6.相位调整PWM模式适合要求输出PWM频率较低，但频率固定，占空比调节精度要求高的应用。当调整占空比时，PWM的相位也相应的跟着变化（Phase Correct）。

　　7.频率和相位调整PWM模式适合要求输出PWM频率较低，输出频率需要变化，占空比调节精度要求高的应用。此时应注意：不仅调整占空比时，PWM的相位会相应的跟着变化;而一但改变计数器上限值，即改变PWM的输出频率时，会使PWM的占空比和相位都相应的跟着变化（Phase And Frequency Correct）。

　　8.在PWM方式中，计数器的上限值有固定的0xFF（8位T/C）;0xFF、0x1FF、0x3FF（16位T/C）。或由用户设定的0x0000-0xFFFF，设定值在16位T/C的ICP或OCRA寄存器中。而比较匹配寄存器的值与计数器上限值之比即为占空比。

　　二、 PWM应用参考设计

　　下面给出一个设计示例，在示例中使用PWM方式来产生一个1KHz左右的正弦波，幅度为0-Vcc/2。

　　首先按照下面的公式建立一个正弦波样本表，样本表将一个正弦波周期分为128个点，每点按7位量化（127对应最高幅值Vcc/2）：

　　F（X） = 64 + 63 * Sin（2πx/180） X∈［0…127］

　　如果在一个正弦波周期中采用128个样点，那么对应1KHz的正弦波PWM的频率为128KHz。实际上，按照采样频率至少为信号频率的2倍的取样定理来计算，PWM的频率的理论值为2KHz即可。考虑尽量提高PWM的输出精度，实际设计使用PWM的频率为16KHz，即一个正弦波周期（1KHz）中输出16个正弦波样本值。这意味着在128点的正弦波样本表中，每隔8点取出一点作为PWM的输出。

　　程序中使用ATmega128的8位T/C0，工作模式为相位调整PWM模式输出，系统时钟为8MHz，分频系数为1，其可以产生最高PWM频率为： 8000000Hz / 510 = 15686Hz。每16次输出构成一个周期正弦波，正弦波的频率为980.4Hz。PWM由OC0（PB4）引脚输出。参考程序如下（ICCAVR）。

　　//ICC-AVR Application Builder ： 2004-08

　　// Target ： M128

　　// Crystal： 8.0000Mhz

　　#Include

　　#Include

　　#Pragma Data:code

　　// 128点正弦波样本表

　　Const Unsigned Char Auc_SinParam［128］ = {

　　64，67，70，73，76，79，82，85，88，91，94，96，99，102，104，106，109，111，113，115，117，118，120，121，

　　123，124，125，126，126，127，127，127，127，127，127，127，126，126，125，124，123，121，120，118，

　　117，115，113，111，109，106，104，102，99，96，94，91，88，85，82，79，76，73，70，67，64，60，57，54，51，48，

　　45，42，39，36，33，31，28，25，23，21，18，16，14，12，10，9，7，6，4，3，2，1，1，0，0，0，0，0，0，0，1，1，2，3，4，6，

　　7，9，10，12，14，16，18，21，23，25，28，31，33，36，39，42，45，48，51，54，57，60};

　　#Pragma Data:data

　　Unsigned Char X_SW = 8，X_LUT = 0;

　　#Pragma Interrupt_handler Timer0_ovf_isr:17

　　Void Timer0_ovf_isr（Void）

　　{

　　X_LUT += X_SW; // 新样点指针

　　If （X_LUT 》 127） X_LUT -= 128; // 样点指针调整

　　OCR0 = Auc_SinParam［X_LUT］; // 取样点指针到比较匹配寄存器

　　}

　　Void Main（Void）

　　{

　　DDRB |= 0x10; // PB4（OC0）输出

　　TCCR0 = 0x71; // 相位调整PWM模式，分频系数=1，正向控制OC0

　　TIMSK = 0x01; // T/C0溢出中断允许

　　SEI（）; // 使能全局中断

　　While（1）

　　{……};

　　}

每次计数器溢出中断的服务中取出一个正弦波的样点值到比较匹