任务4-4 PWM调节单片机应用技能

单片机应用技术18物联网核心课程项目化实施课程任务4-4PWM可调光台灯4.4.1定时计数器的4种工作方式小结4.4.2初识PWM4.4.3直流电机的PWM控制项目4定时计数器应用案例引入任务4-4PWM可调光台灯

按键控制的PWM可调光台灯• 上电灭灯；灯亮度有三档（弱、次亮、亮），第4次按下灭灯；然后再轮回；• 采用定时器T0方式0实现精准定时2ms，输出周期T为10ms的PWM脉冲波形

1档（弱）：亮2ms，灭8ms（占空比4/5）；

2档（次亮）：亮6ms，灭4ms（占空比2/5）；

3档（亮）：亮10ms，灭0ms（占空比0/5）；4.4.1定时计数器的4种工作方式小结定时器/计数器的编程（四部曲+关键寄存器）第一步：设置定时器的工作方式（TMOD）；（一般只初始化一次，放在main函数）第二步：计算并加载初始值

到计数寄存器（THX、TLX）；

X初值=M计数最大值-

t基准定时/T机器周期第三步：启动定时器（TCON中的TRX）；第四步：等待查询定时器是否溢出（TCON中的TFX）。工作方式0方式0：13位计数器，TL的低5位和TH的全部8位。特点：逻辑结构和编程方法都与方式1基本相同。16位计数器启动控制工作方式1方式2：16位计数器。特点：最大计数值65536（最大），每次溢出后需要重装计数初值工作方式2方式2：8位计数器，只有TL的8位在计数；TH保存初值。特点：溢出后会给TH一个指令，实现硬件自动重装载初值，精准高效。因此，在方式2下，THx和TLx的值必须相同工作方式3（略）方式3：只适用于T0（TL0、TH0一分为二），目前少用，了解即可特点：拆分T0为独立的两个8位定时器（TH0功能偏弱仅定时）；

T1仍适用于方式0~2；但功能局限一般只用于串口波特率发生器TH0只能定时定时器/计数器四种工作方式对比1、TMOD；2、初值X=M-nM：计数的最大值；3/4、TCON(TRx,TFx) n：计数次数（t/T）工作方式计数器位数计数最大值计数250的初始值THX

、TLX的写入方式013位213=81928192-250THX=(8192-250)/32TLX=(8192-250)%32方式116位216=6553665536-250THX=(65536-250)/256TLX=(65536-250)%256方式28位28=256256-250THX=TLX=256-250方式38位28=256256-250TLX=256-250案例引入任务4-4PWM可调光台灯

按键控制的PWM可调光台灯• 上电灭灯；灯亮度有三档（弱、次亮、亮），第4次按下灭灯；然后再轮回；• 采用定时器T0方式0实现精准定时2ms，输出周期T为10ms的PWM脉冲波形

1档（弱）：亮2ms，灭8ms（占空比4/5）；

2档（次亮）：亮6ms，灭4ms（占空比2/5）；

3档（亮）：亮10ms，灭0ms（占空比0/5）；4.4.2初识PWM4.4.2初识PWM

脉冲宽度调制PWM（PulseWidthModulation）周期一定，占空比可调（高低电平持续时间可调）的方波脉冲信号例如：周期T为1秒的电信号，有0.25秒输出高电平脉冲，则占空比为25%。

在给定电压峰值的情况下，占空比的变化可以改变输出电压的有效值，从而影响LED亮度。4.4.2初识PWM如何输出PWM脉冲？1、人眼视觉暂留效应：50Hz以上刷新频率（否则会有闪烁感）2、PWM信号频率越高，看不到闪烁；低电平占比越大，LED越亮方法：合理的设置PWM信号周期T和占空比在周期T下，给定电压峰值，占空比的变化可以改变输出电压的有效值，从而影响LED亮度。4.4.2初识PWMT低=2ms*1T低=2ms*3T低=2ms*5任务实现任务4-4PWM可调光台灯

按键控制的PWM可调光台灯• 上电灭灯；灯亮度有三档（弱、次亮、亮），第4次按下灭灯；然后再轮回；• 采用定时器T0方式0实现精准定时2ms，输出周期T为10ms的PWM脉冲波形P0.0P1.0任务4-4PWM可调光台灯

1、实现子函数delay2ms(uint)：使用T0的方式0定时功能;2、实现子函数pwm(uint)：控制端口高低电平输出的时间（占空比）;3、实现主函数main()：初始化；按键查询（模式2），记录按键次数keyCode；

根据keyCode显示处理；4、软硬件联调4.4.3直流电机的PWM控制案例引入任务4-4-2PWM可调速风扇

按键K1：切换风扇的转动方向；按键K2：调整风扇的转速，分为三档，根据按键K2被按下的次数来循环选择风速档位。1212工作电压范围标称电压XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX9～129～1212124.4.3直流电机的PWM控制——电机转动标称电压：12V121端接+12V，2端接地，正转正转12标称电压：12V+12V地4.4.3直流电机的PWM控制——电机转动121端接+12V，2端接地，正转1端接地，2端接+12V，反转正转12标称电压：12V地+12V反转4.4.3直流电机的PWM控制——电机转动121端接+12V，2端接地，正转1端接地，2端接+12V，反转1端和2端同时接地或+12V，不转正转12标称电压：12V+12V+12V反转不转4.4.3直流电机的PWM控制——电机转动12+5V0V电机驱动电路L298正转4.4.3直流电机的PWM控制——电机转动L298单片机电机+5V+12V。。控制逻辑供电电源负载驱动电源驱动两路电机InAInBInCInDOutAOutBOutCOutD驱动4.4.3直流电机的PWM控制——电机转动12+12V地正转电机驱动电路TC1508S任务实现任务4-4-2PWM可调速风扇

按键K1：切换风扇的转动方向；按键K2：调整风扇的转速，分为三档，根据按键K2被按下的次数来循环选择风速档位。P3.2P3.3P1.0P1.1举一反三从51单片机定时器到CC2530定时器0116位定时器定时器10216位MAC定时器为IEEE802.15.4CSAM/CA算法提供定时，并且为IEEE802.15.4MAC层提供一般的计时功能。定时器2038位定时器定时器3048位定时器有两个捕获-比较通道自由模式、向下模式、模模式、上-下模式定时器40524位定时器设定进入或退出低功耗模式PM1、PM2的周期与定时器2一起使用时，即使系统进入低功耗模式也会提供定时功能睡眠定时器举一反三：CC2530定时器结构组成有两个捕获-比较通道自由模式、向下模式、模模式、上-下模式与定时器4功能相同有5个捕获-比较通道上升沿、下降沿、任何边缘的捕获自由模式、模模式、上-下模式与定时器4功能相同01定时器功能02对任意时间间隔的输入信号的个数进行计数。一般用来对外界事件进行计数，其输入信号一般来自单片机外部开关型传感器，可用于生产线产品计数、信号数量统计和转速测量等方面。计数器功能03对规定时间间隔的输入信号的个数进行计数，当外界输入有效信号时，捕获计数器的计数值。通常用来测量外界输入脉冲的脉宽或频率，需要在外界输入信号的上升沿和下降沿进行两次捕获，通过计算两次捕获值的差值可以计算出脉宽或周期等信息。捕获功能04当计数值与需要进行比较的值相同时向CPU提出中断请求或改变I/O口输出电平等操作。一般用于控制信号输出。比较功能05对规定时间间隔的输入信号的个数进行计数，根据设定的周期和占空比从I/O口输出控制信号。一般用来控制LED灯亮度或电机转速。PWM输出功能举一反三：CC2530定时器功能对规定时间间隔的输入信号的个数进行计数，当计数值达到指定值时，说明定时时间已到。这是定时/计数器的常用功能，可用来实现延时或定时控制，其输入信号一般使用单片机内部的时钟信号。系统主时钟CLKSPD定时器标记时钟TICKSPD定时器时钟定时器计数时钟定时器时钟预分频系数PTxCTL.DIV[2:0]时钟控制命令寄存器CLKCONCMD注：定时器时钟是定时器进行每次计数的频率，它与系统主时钟直接有关。举一反三：CC2530定时器定时功能的计数对象——时钟选择运行模式，配置控制寄存器T1CTL选择运行模式根据运行模式和定时要求选择时钟、分频器、总的计数个数等相关参数。配置时钟控制命令寄存器CLKCONCMD、控制寄存器T1CTL。根据定时要求和运行模式选择工作时钟、分频器查询方式：溢出中断标志T1STAT.OVFIF=1中断方式：IRCON>0，或T1IF=1;需设置T1MIF，IEN1、IEN0等,选择查询方式或中断方式举一反三：定时器T1寄存器配置流程OVFLOVFL0x00000xFFFFT1CCnτT当前计数值与T1CCn比较，当前计数值大于T1CCn，通道n引脚输出1；当前计数值小于T1CCn，通道n引脚输出0

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