单片机模拟PWM详解：从基础到代码实现

"这篇教程介绍了如何使用单片机模拟PWM信号，主要针对初学者，由吴水林编撰。文章详细解释了与PWM相关的概念，包括频率、周期和占空比，并提供了具体的代码示例来阐述如何设定最小占空比。" 在模拟PWM的过程中，首先要理解PWM的基本要素。PWM（脉宽调制）是一种通过改变脉冲宽度来调整平均电压的技术，广泛应用于电机控制、LED亮度调节等场景。关键参数包括： 1. **频率（Frequency）**：频率是指一个完整周期内脉冲重复的次数，它是周期T的倒数，即f=1/T。比如，常见的交流电频率为50Hz，表示每秒有50个周期。 2. **周期（Period）**：周期是脉冲重复一次所需的时间，通常用T表示。它是频率的倒数，即T=1/f。周期的单位可以是秒、毫秒或微秒。 3. **占空比（Duty Cycle）**：占空比是脉冲宽度与整个周期的比例，它决定了平均电压的大小。例如，如果脉冲宽度是1μs，周期是4μs，那么占空比就是0.25。 在确定最小占空比时，这里以1%为例。假设有一个125Hz的方波，周期是8ms，那么最小占空比宽度就是80us。为了模拟PWM，我们需要定义相关变量： - `#define PWM_PERIOD 100`：定义100%占空比时的标数。 - `sbit PwmOut = P1^0;`：定义占空比输出引脚。 - `unsigned char PwmPeriodCont;`：PWM占空比计数器。 - `struct Pwm`：结构体，包含周期（PwmPeriod）、高电平时间（PwmH）和低电平时间（PwmL）。 在51单片机中，使用定时器1来实现1%的最小占空比作为中断基准。定时器1的设置和中断服务程序将用于更新PWM输出。具体实现方法通常包括以下步骤： 1. 初始化定时器1，设置工作模式和预分频器，使其在特定时间间隔（这里是80us）产生溢出中断。 2. 在中断服务程序中，根据占空比计数器(PwmPeriodCont)的值来决定是否切换PWM输出状态。 3. 当计数器达到预设的PWM周期值时，清零计数器并重新开始计数，从而完成一个周期的PWM输出。 通过这种方法，单片机可以模拟不同频率和占空比的PWM信号，实现灵活的数字信号控制。这个过程需要对单片机的定时器和中断系统有深入的理解，同时也要熟悉相关的编程语言和开发环境。