AVR单片机定时器输出PWM的设计及注意问题Word格式.doc

AVR单片机定时器输出PWM的设计及注意问题Word格式.doc

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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=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（PhaseCorrect）。

　　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（PhaseAndFrequencyCorrect）。

　　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-AVRApplicationBuilder:

2004-08

　　//Target:

M128

　　//Crystal:

8.0000Mhz

　　#Include

　　#PragmaData:

code

　　//128点正弦波样本表

　　ConstUnsignedCharAuc_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};

data

　　UnsignedCharX_SW=8,X_LUT=0;

　　#PragmaInterrupt_handlerTimer0_ovf_isr:

17

　　VoidTimer0_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

　　}

　　VoidMain（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配寄存器中，用于调整下一个PWM的脉冲宽度，这样在PB4引脚上输出了按正弦波调制的PWM方波。

当PB4的输出通过一个低通滤波器后，便得到一个980.4Hz的正弦波了。

如要得到更精确的1KHz的正弦波，可使用定时/计数器T/C1，选择工作模式10，设置ICR1=250为计数器的上限值。