AVR單片機(jī)定時計數(shù)器的PWM功能設(shè)計要點(diǎn)

1、avr單片機(jī)定時計數(shù)器的pwm功能設(shè)計要點(diǎn)一、定時/計數(shù)器設(shè)計要點(diǎn)按照pwm的特點(diǎn)，在用法atmega128的定時/計數(shù)器設(shè)計輸出pwm時應(yīng)注重以下幾點(diǎn)：1.首先應(yīng)按照實(shí)際的狀況，確定需要輸出的pwm頻率范圍，這個頻率與控制的對象有關(guān)。如輸出pwm波用于控制燈的亮度，因為人眼不能辨別42hz以上的頻率，所以pwm的頻率應(yīng)高于42hz，否則人眼會察覺到燈的閃耀。2.然后按照需要pwm的頻率范圍確定atmega128定時/計數(shù)器的pwm工作方式。定時/計數(shù)器的pwm模式可以分成迅速pwm和頻率（相位）調(diào)節(jié)pwm兩大類。3.迅速pwm可以的到比較高頻率的pwm輸出，但占空比的調(diào)整精度略微差一些。此時

2、計數(shù)器僅工作在單程正向計數(shù)方式，計數(shù)器的上限值打算pwm的頻率，而比較匹配寄存器的值打算了占空比的大小。pwm頻率的計算公式為：pwm頻率 = 系統(tǒng)時鐘頻率/（分頻系數(shù)*（1+計數(shù)器上限值）4.迅速pwm模式適合要求輸出pwm頻率較高，但頻率固定，占空比調(diào)整精度要求不高的應(yīng)用。5.頻率（相位）調(diào)節(jié)pwm模式的占空比調(diào)整精度高，但輸出頻率比較低，由于此時計數(shù)器僅工作在雙向計數(shù)方式。同樣計數(shù)器的上限值打算了pwm的頻率，比較匹配寄存器的值打算了占空比的大小。pwm頻率的計算公式為：pwm頻率 = 系統(tǒng)時鐘頻率/（分頻系數(shù)*2*計數(shù)器上限值）6.相位調(diào)節(jié)pwm模式適合要求輸出pwm頻率較低，但頻率固

3、定，占空比調(diào)整精度要求高的應(yīng)用。當(dāng)調(diào)節(jié)占空比時，pwm的相位也相應(yīng)的跟著變幻（phase correct）。7.頻率和相位調(diào)節(jié)pwm模式適合要求輸出pwm頻率較低，輸出頻率需要變幻，占空比調(diào)整精度要求高的應(yīng)用。此時應(yīng)注重：不僅調(diào)節(jié)占空比時，pwm的相位會相應(yīng)的跟著變幻；而一但轉(zhuǎn)變計數(shù)器上限值，即轉(zhuǎn)變pwm的輸出頻率時，會使pwm的占空比和相位都相應(yīng)的跟著變幻（phase and frequency correct）。8.在pwm方式中，計數(shù)器的上限值有固定的0xff（8位t/c）；0xff、0x1ff、0x3ff（16位t/c）?；蛴捎脩粼O(shè)定的0x0000-0xffff，設(shè)定值在16位t/c的

4、icp或ocra寄存器中。而比較匹配寄存器的值與計數(shù)器上限值之比即為占空比。二、 pwm應(yīng)用設(shè)計參考下面給出一個設(shè)計示例，在示例中用法pwm方式來產(chǎn)生一個1khz左右的正弦波，幅度為0-vcc/2。首先根據(jù)下面的公式建立一個正弦波樣本表，樣本表將一個正弦波周期分為128個點(diǎn)，每點(diǎn)按7位量化（127對應(yīng)最高幅值vcc/2）：f(x) = 64 + 63 * sin(2x/180) x0127假如在一個正弦波周期中采納128個樣點(diǎn)，那么對應(yīng)1khz的正弦波pwm的頻率為128khz。事實(shí)上，根據(jù)采樣頻率起碼為信號頻率的2倍的取樣定理來計算，pwm的頻率的理論值為2khz即可。考慮盡量提高pwm的輸

5、出精度，實(shí)際設(shè)計用法pwm的頻率為16khz，即一個正弦波周期（1khz）中輸出16個正弦波樣本值。這意味著在128點(diǎn)的正弦波樣本表中，每隔8點(diǎn)取出一點(diǎn)作為pwm的輸出。程序中用法atmega128的8位t/c0，工作模式為相位調(diào)節(jié)pwm模式輸出，系統(tǒng)時鐘為8mhz，分頻系數(shù)為1，其可以產(chǎn)生最高pwm頻率為：8000000hz / 510 = 15686hz。每16次輸出構(gòu)成一個周期正弦波，正弦波的頻率為980.4hz。pwm由oc0（pb4）引腳輸出。參考程序如下（iccavr）。/icc-avr application builder : 2004-08/ target : m128/ c

6、rystal: 8.0000mhzinclude iom128v.hinclude macros.hpragma data:code/ 128點(diǎn)正弦波樣本表const unsigned char auc_sinparam128 = 64,67,70,73,76,79,82,85,88,91,94,96,99,102,104,106,109,111,113,115,117,118,120,121,123,124,125,126,126,127,127,127,127,127,127,127,126,126,125,124,123,121,120,118,117,115,113,111,109,1

7、06,104,102,99,96,94,91,88,85,82,79,76,73,70,67,64,60,57,54,51,48,45,42,39,36,33,31,28,25,23,21,18,16,14,12,10,9,7,6,4,3,2,1,1,0,0,0,0,0,0,0,1,1,2,3,4,6,7,9,10,12,14,16,18,21,23,25,28,31,33,36,39,42,45,48,51,54,57,60;pragma data:dataunsigned char x_sw = 8,x_lut = 0;pragma interrupt_handler timer0_ovf

8、_isr:17void timer0_ovf_isr(void)x_lut += x_sw; / 新樣點(diǎn)指針if (x_lut 127) x_lut -= 128; / 樣點(diǎn)指針調(diào)節(jié)ocr0 = auc_sinparamx_lut; / 取樣點(diǎn)指針到比較匹配寄存器void main(void)ddrb |= 0x10; / pb4(oc0)輸出tccr0 = 0x71; / 相位調(diào)節(jié)pwm模式，分頻系數(shù)=1，正向控制oc0timsk = 0x01; / t/c0溢出中斷允許sei(); / 使能全局中斷while(1);每次計數(shù)器溢出中斷的服務(wù)中取出一個正弦波的樣點(diǎn)值到比較匹配寄存器中，用于調(diào)節(jié)下一個pwm的脈沖寬度，這