单片机C51 PWM技术：精确调控电机速度和 LED 亮度，让你的项目动起来

# 1. PWM 技术基础**

脉宽调制 (PWM) 是一种数字调制技术，通过改变脉冲宽度来控制输出信号的平均值。在单片机中，PWM 广泛用于电机速度调控、LED 亮度调控等应用。

PWM 输出信号由一系列周期性脉冲组成，每个脉冲的宽度可变。脉冲宽度与输出信号的平均值成正比，即脉冲宽度越大，输出信号的平均值也越大。通过调节脉冲宽度，可以实现对输出信号幅度的精确控制。

# 2. C51 单片机 PWM 编程

### 2.1 PWM 寄存器和配置

C51 单片机提供了专门的 PWM 寄存器组，用于配置和控制 PWM 输出。主要寄存器包括：

| 寄存器 | 描述 |
|---|---|
| **CCON** | PWM 控制寄存器，用于设置 PWM 模式、时钟源和中断使能 |
| **CCAPx** | PWM 比较寄存器，用于设置 PWM 周期和占空比 |
| **CMOD** | PWM 模式寄存器，用于设置 PWM 调制方式 |

PWM 配置步骤如下：

1. **设置 PWM 模式：** 通过 CCON 寄存器中的 CMOD 位选择 PWM 模式。有 4 种模式可供选择，每种模式对应不同的 PWM 输出波形。
2. **设置时钟源：** 通过 CCON 寄存器中的 CPS 位选择 PWM 时钟源。时钟源可以是系统时钟、外部时钟或内部时钟。
3. **设置比较值：** 通过 CCAPx 寄存器设置 PWM 周期和占空比。CCAPx 的值决定了 PWM 波形的频率和占空比。
4. **使能 PWM 中断：** 通过 CCON 寄存器中的 IE 位使能 PWM 中断。PWM 中断可在 PWM 周期结束时触发。

### 2.2 PWM 中断处理

PWM 中断处理程序用于响应 PWM 周期结束事件。中断处理程序可以执行以下操作：

1. **更新比较值：** 根据需要更新 CCAPx 寄存器中的比较值，以改变 PWM 波形的频率或占空比。
2. **控制输出：** 根据 PWM 占空比控制外部设备的输出。例如，可以通过 PWM 占空比控制电机的速度或 LED 的亮度。
3. **其他操作：** 执行其他与 PWM 相关的操作，例如更新状态变量、记录数据等。

### 2.3 PWM 调制方式

C51 单片机支持多种 PWM 调制方式，包括：

| 调制方式 | 描述 |
|---|---|
| **边缘对齐模式：** PWM 输出波形与时钟源对齐。 |
| **中心对齐模式：** PWM 输出波形与时钟源的中心对齐。 |
| **不对齐模式：** PWM 输出波形与时钟源不对齐。 |

不同调制方式产生的 PWM 波形不同，影响输出信号的特性。边缘对齐模式产生对称的 PWM 波形，而中心对齐模式产生不对称的 PWM 波形。不对齐模式可用于生成更复杂的 PWM 波形。

// C51 单片机 PWM 配置代码示例

// 设置 PWM 模式为边缘对齐模式
CCON = 0x40;

// 设置时钟源为系统时钟
CCON |= 0x01;

// 设置 PWM 周期为 1000
CCAP0H = 0x03;
CCAP0L = 0xE8;

// 设置 PWM 占空比为 50%
CCAP1H = 0x01;
CCAP1L = 0xF4;

// 使能 PWM 中断
CCON |= 0x10;

// PWM 中断处理程序
void pwm_isr() interrupt 7
{
    // 更新比较值
    CCAP0H = 0x03;
    CCAP0L = 0xE8;

    // 控制输出
    if (CCAP1L < 0x1F4)
        CCAP1L++;
    else
        CCAP1L = 0x00;
}

**代码逻辑分析：