AVR产生PWM波实例程序.docx

AVR产生PWM波实例程序.docx

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AVR产生PWM波实例程序

AVR的PWM波

（1）一个实例：

这个程序是用ICC的向导生成的，很简单。

T0是作为普通8位定时器，频率100KHz，每次中断将PB0（pin1）状态反转，产生的是200KHz占空比50％的方波。

T1是作为工作模式9：

相频可调PWM波发生器，频率初始化16KHz，占空比50％。

请注意：

TCNT1是T0的定时器计数值，就是每个定时器时钟加1，和普通定时器的计数值寄存器作用一样。

OCR1A作为比较的TOP值。

OCR1B作为匹配输出值。

当TCNT1的值增加到OCR1B相等时，OC1B（pin18）清零，就是对应低电平；

然后TCNT1继续增加到OCR1A（就是TOP）的值，然后TCNT1开始减少，这个中间，OC1B（Pin18）状态不变；当TCNT1减少到OCR1B相等时，OC1B（pin18）置1，就是对应高电平。

然后TCNT1继续减少到0x00（就是BOTTOM），然后TCNT1又开始增加，这个中间，OC1B（pin18）状态不变。

OCR1B的值与OCR1A的比值就是PWM的占空比！

所以这个值必须比OCR1A小。

当OCR1B为0时，PWM波就一直为低电平（相当于占空比为0）；当OCR1B为OCR1A时，PWM波就一直为高电平（相当于占空比为100）；当OCR1B为OCR1A的一半时，PWM波就是占空比为50％。

    你可以修改OCR1B的值，然后重新下载程序运行，看看占空比的改变；也可以修改OCR1A的值，然后重新下载程序运行，看看频率的改变，不过要注意修改OCR1A时，同时注意OCR1B的值不要比OCR1A大。

    模式9算是PWM生成中最复杂的一种，只要你理解了这个，对别的几种PWM都好理解。

TCNT0=0xB0;//setcount  

OCR0=0x50;

即使工作在normal模式下，这个OCR0仍然在和TCNT0进行比较，一旦匹配后，就会产生中断或者改变OC0脚上的电平（产生PWM）。

改变这个值，就会改变中断发生的时间，或者改变OC0脚上的方波的频率了。

T1定时器1的模式9，相频修正模式，可以用来产生波形非常完整的PWM波。

TCNT1设置初值，增加到0xFFFF的时间，然后从0开始计数，这个理解是正确的。

可以画一个波形图对应理解一下：

画一个占空比50％的方波，高电平上平分为1、2两段，低电平上平分为3、4两段。

1就是TCCNT1从初值加，-->0xFFFF阶段，这个阶段OCR1B为高电平；

2就是TCCNT1从0x00加-->OCR1B阶段，这个阶段为高电平；匹配后，变为低电平

3就是TCCNT1从OCR1B加-->OCR1A阶段，这个阶段为低电平；

4就是TCCNT1从OCR1A减-->OCR1B阶段，这个阶段为低电平；匹配后，变为高电平

TCCNT1的初值，就是保证第一段高电平的时间，这样才能形成一个完整周期的方波。

而且，这个初值应该根据OCR1B的值而设，就是TCCNT1=0xffff-OCR1B+1;这样才能保证时间的匹配。

如果是模式9，那么每次变化后，算出占空比，算出OCR1B的值并赋值，会自动在下一个周期改变占空比为新值。

easy。

。

。

重点是：

每次给OCR1B赋值，会在下一个周期改变占空比。

//实例：

利用pwm控制led光暗及峰鳴器音量大小

//ICC-AVRapplicationbuilder:

2005-4-1812:

46:

03  

//Target:

M16  

//Crystal:

4.0000Mhz  

#include  

#include  

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

voidport_init（void）;

voidtimer0_init（void）;

voidinit_devices（void）;

voiddelay_short（uintt）;

ucharscan_key（void）;

voidport_init（void）  

{  

PORTA=0x00;  

DDRA   =0x00;  

PORTB=BIT（PB3）;  

DDRB   =BIT（PB3）;  

PORTC=0x00;//m103outputonly  

DDRC   =0x00;  

PORTD=0x00;  

DDRD   =0x00;  

}  

//WGM:

PWMPhasecorrect

//desiredvalue:

1KHz

//actualvalue:

   0.980KHz（-2.0%）

voidtimer0_init（void）  

{  

TCCR0=0x00;//stop  

TCNT0=0x01;//setcount  

OCR0   =0xFF;   //setcompare  

TCCR0=0x62;//starttimer;相位修正,8分頻

}  

//callthisroutinetoinitializeallperipherals  

voidinit_devices（void）  

{  

//stoperrantinterruptsuntilsetup  

CLI（）;//disableallinterrupts  

port_init（）;  

timer0_init（）;  

MCUCR=0x00;  

GICR   =0x00;  

TIMSK=0x00;//timerinterruptsources  

SEI（）;//re-enableinterrupts  

//allperipheralsarenowinitialized  

}

voiddelay_short（uintt）//短延時

{

   uinti;

   for（i=0;i

}

ucharscan_key（void）   //按鍵掃瞄

{  

   ucharv;

   v=0;      

   if（（PIND&0x07）!

=0x07）

   {

   if（（PIND&0x01）==0）  

   {

    v=1;

     delay_short（1000）;   

   }

   if（（PIND&0x2）==0）  

   {

     v=2;

     delay_short（1000）;   

   }

   if（（PIND&0x4）==0）  

   {

     v=3;

     delay_short（1000）;   

   }

   };

   while（（PIND&0x07）!

=0x07）;    //判斷按鍵是不是放開    

   returnv;   

}

//  

voidmain（void）  

{   

ucharkey,OCR0_V;

init_devices（）;  

OCR0_V=0xff;

while

（1）

{

    key=scan_key（）;

    if（key>0）

    {

      if（key==1）//減少佔空比

     {  

       OCR0_V-=10;

       OCR0=OCR0_V;

     };

      if（key==2）//增加佔空比

     {  

       OCR0_V+=10;

       OCR0=OCR0_V;

     };     

      if（key==3）//全黑,佔空比為100%  

     {  

       OCR0_V=0xff;

       OCR0=OCR0_V;

     };       

    }

};  

}  

實驗板接線:

PB3----->JA.1及JM

PD0----->K1

PD1----->K2

PD2----->K3

（2）相关详细理论说明：

符号定义:

BOTTOM计数器计到0x0000时即达到BOTTOM  

MAX     计数器计到0xFFFF（十进制的65535）时即达到MAX  

TOP     计数器计到计数序列的最大值时即达到TOP。

        TOP值可以为固定值0x00FF、0x01FF或0x03FF，或是存储于寄存器OCR1A或ICR1里的数值，具体有赖于工作模式分5种工作类型  

   1   普通模式WGM1=0  

     跟51的普通模式差不多，有TOV1溢出中断标志，发生于MAX（0xFFFF）时  

     1采用内部计数时钟      用于ICP捕捉输入场合---测量脉宽/红外解码  

         （捕捉输入功能可以工作在多种模式下，而不单单只是普通模式）  

     2采用外部计数脉冲输入   用于计数，测频  

     其他的应用，采用其他模式更为方便，不需要像51般费神  

   2CTC模式[比较匹配时清零定时器模式]WGM1=4,12  

      跟51的自动重载模式差不多  

      1用于输出50%占空比的方波信号  

      2用于产生准确的连续定时信号  

      WGM1=4时，最大值由OCR1A设定，TOP时产生OCF1A比较匹配中断标志  

      WGM1=12时，最大值由ICF1设定，TOP时产生ICF1输入捕捉中断标志  

            ------如果TOP=MAX，TOP时也会产生TOV1溢出中断标志  

      注:

WGM=15时，也能实现从OC1A输出方波，而且具备双缓冲功能  

      计算公式：

fOCn="fclk"_IO/（2*N*（1+TOP））  

                    变量N代表预分频因子（1、8、64、256、1024），T2多了（32、128）两级。

   3快速PWM模式WGM1=5,6,7,14,15   

     单斜波计数，用于输出高频率的PWM信号（比双斜波的高一倍频率）  

     都有TOV1溢出中断，发生于TOP时[不是MAX,跟普通模式，CTC模式不一样]  

     比较匹配后可以产生OCF1x比较匹配中断.  

       WGM1=5时,最大值为0x00FF，8位分辨率  

       WGM1=6时,最大值为0x01FF，9位分辨率  

       WGM1=7时,最大值为0x03FF，10位分辨率   

      WGM1=14时,最大值由ICF1设定，TOP时产生ICF1输入捕捉中断（单缓冲）  

      WGM1=15时,最大值由OCR1A设定，TOP时产生OCF1A比较匹配中断（双缓冲,但OC1A将没有PWM能力，最多只能输出方波）  

      改变TOP值时必须保证新的TOP值不小于所有比较寄存器的数值  

     注意，即使OCR1A/B设为0x0000，也会输出一个定时器时钟周期的窄脉冲，而不是一直为低电平  

     计算公式：

fPWM=fclk_IO/（N*（1+TOP））  

   4相位修正PWM模式WGM1=1,2,3,10,11   

     双斜波计数，用于输出高精度的，相位准确的，对称的PWM信号  

     都有TOV1溢出中断，但发生在BOOTOM时  

     比较匹配后可以产生OCF1x比较匹配中断.  

       WGM1=1时,最大值为0x00FF，8位分辨率  

       WGM1=2时,最大值为0x01FF，9位分辨率  

       WGM1=3时,最大值为0x03FF，10位分辨率   

      WGM1=10时,最大值由ICF1设定，TOP时产生ICF1输入捕捉中断（单缓冲）  

      WGM1=11时,最大值由OCR1A设定，TOP时产生OCF1A比较匹配中断（双缓冲,但OC1A将没有PWM能力，最多只能输出方波）  

     改变TOP值时必须保证新的TOP值不小于所有比较寄存器的数值  

     可以输出0%~100%占空比的PWM信号  

     若要在T/C运行时改变TOP值，最好用相位与频率修正模式代替相位修正模式。

若TOP保持不变，那么这两种工作模式实际没有区别  

     计算公式：

fPWM=fclk_IO/（2*N*TOP）  

   5相位与频率修正PWM模式WGM1=8，9   

     双斜波计数，用于输出高精度的、相位与频率都准确的PWM波形  

     都有TOV1溢出中断，但发生在BOOTOM时  

     比较匹配后可以产生OCF1x比较匹配中断.  

      WGM1=8时,最大值由ICF1设定，TOP时产生ICF1输入捕捉中断（单缓冲）  

      WGM1=9时,最大值由OCR1A设定，TOP时产生OCF1A比较匹配中断（双缓冲,但OC1A将没有PWM能力，最多只能输出方波）  

     相频修正修正PWM模式与相位修正PWM模式的主要区别在于OCR1x寄存器的更新时间  

     改变TOP值时必须保证新的TOP值不小于所有比较寄存器的数值  

     可以输出0%~100%占空比的PWM信号  

     使用固定TOP值时最好使用ICR1寄存器定义TOP。

这样OCR1A就可以用于在OC1A输出PWM波。

     但是，如果PWM基频不断变化（通过改变TOP值），OCR1A的双缓冲特性使其更适合于这个应用。

     计算公式：

fPWM=fclk_IO/（2*N*TOP）