C51入门（十四）定时器编程-软件产生PWM（续）

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1. 条条大路通罗马

通过前面的学习（传送门)，我们了解了PWM的基本概念和产生原理，还学会了用51单片机的定时器产生1kHz的PWM以及用PWM控制LED的亮度。可惜的是产生的1kHz PWM实际上只有139Hz，误差太大了。还好，LED开关频率（PWM频率）在50Hz以上，人眼就察觉不到闪烁了（看到的不一定是真实的）。

那么，用51单片机的定时器能不能产生频率更精确的PWM信 呢？答案是肯定的。
仔细观察如图1所示的PWM波形，可以发现t1和t2相互转换时，输出波形翻转，且周期T=t1+t2。

图1 PWM波形解密
对占空比和频率固定的PWM来说，t1和t2时间是固定的。那么好了，固定的时间都可以用定时器来实现。
于是，我们应该可以用一个定时器来产生PWM，具体思路如下：
（1）设置PWM输出一个初始电平（如高电平）。
（2）用定时器定时时间t1，启动定时器。
（3）t1定时到，触发定时器中断。在定时器中断函数里，做两件事情：
a. 翻转PWM输出；
b. 设置定时器定时时间t2。
（4）t2定时到，触发定时器中断。在定时器中断函数里，做两件事情：
a. 翻转PWM输出；
b. 设置定时器定时时间t1。
（5）重复(3)~(4)。

为了理清思路，画出流程图草图如图2所示，为下一步的编程做准备。

图2 PWM产生流程图
那么问题来了，在定时器中断函数里怎么判断下次定时时间是t1还是t2呢？这就需要引入记忆功能了。你想到什么办法吗？

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2. 走自己的路

根据流程图设计的代码如下。

#include<reg51.h>//按键和led接口定义sbit key = P3^2;sbit pwm_out = P1^0;  //LEDbit timer_stage = 0;  //0:高电平输出状态；1：低电平输出状态unsigned int code timer0_X[2][2] ={(65536-600)%256,(65536-600)/256,(65536-400)%256,(65536-400)/256};void timer0_init(); //T0定时器初始化声明void main(){  EA =1;  EX0 = 1; //外部中断0打开  IT0 = 1; //外部中断下降沿触发（按键按下触发）  PX0 = 1; //外部中断0优先级更高  timer0_init();  pwm_out = 1; //正脉宽  while(1);}//T0定时器初始化函数实现void timer0_init(){    TMOD = 0x01;  //定时器方式2    TL0 = timer0_X[0][0]; //PWM脉宽对应的定时器初值    TH0 = timer0_X[0][1];    EA = 1 ;  //总中断打开    ET0 = 1; //T0中断打开    TR0 = 1; //启动T0    pwm_out = 1; //PWM初始电平为高电平}//T0中断函数void isr_timer0() interrupt 1{        pwm_out=~pwm_out; //取反        timer_stage =~timer_stage;        if(timer_stage == 0)    //t1输出        {           TL0 = timer0_X[0][0]; //对应的定时器初值           TH0 = timer0_X[0][1];    }        else        {            TL0 = timer0_X[1][0]; //t2对应的定时器初值             TH0 = timer0_X[1][1];        }}

有了上次经验，我们先在Proteus里仿真。PWM的理想频率为1kHz，占空比为60%。仿真结果如图3所示。

图3 定时器产生PWM波形仿真

输出的PWM波形很完美，理论1kHz PWM频率为962Hz,大大超过了我们的预期。
下载程序到开发板运行，用示波器观测到的波形如图4所示。

图4 PWM示波器实测
PWM频率实测为882Hz，占空比为59.61%。占空比误差不大，频率误差为118Hz。
且慢，开发板晶振为11.0592MHz，计数1000次产生的PWM周期和频率计算公式如下：

3. 烧脑

（1）初值赋值对输出PWM有何影响。
仔细分析源代码，你可能会发现定时器初值怎么放在一个预先定义好的二维数组里：

unsigned int code timer0_X[2][2] ={(65536-600)%256,(65536-600)/256,                             (65536-400)%256,(65536-400)/256};

为了便于理解，用一个示意图画出二维数组的结构，如图5所示。图５　定时器初值二维数组示意图试一试：

（2）修改程序，增加一个按键动态改变PWM的占空比。
　 高能提示：请不要试图在定时器中断函数里用(65536-X)%256计算初值。如果这么做了，请观察PWM频率的变化。

（3）完善程序，实现PWM呼吸灯。

原文链接：
https://mp.weixin.qq.com/s/spaMgknWYRZ3CzkBiaqIWA

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