兩種方法教你如何有效地利用51單片機產生PWM波

89C51芯片沒有自帶PWM發生器，如果要用51來產生PWM波就必須要用軟件編程的方法來模擬。方法大概可以分為軟件延時和定時器產生兩種方法。下面將逐一介紹。

1 軟件延時法

利用軟件延時函數，控制電平持續的時間，達到模擬pwm的效果。

程序如下：

#include sbit pwm=P1^0; main() { while(1) { pwm=1; delayus(60);//置高電平后延時60us，占空比60% pwm=0; delayus(40); } } void delayus(uint x) { while(x--); }

proteus軟件仿真結果如下：

可見，用這種延時函數的方法就能簡單地模擬出pwm輸出。但是這種方法的缺點也相當明顯。當程序除了要輸出pwm波還要執行其他操作比如鍵盤掃描、顯示等操作時，需要占用CPU一定的機器周期，這樣就會影響pwm的準確度?，F在很少會用到這種方法，接下來要介紹的是比較常用的方法。

2 定時器產生pwm

這種方法利用了定時器溢出中斷，在中斷服務程序改變電平的高低，在程序較復雜、多操作時仍能輸出較準確的pwm波形。

2.1 注意事項

2.2.1中斷服務程序的內容。

一般來說中斷服務程序只完成改變標志位、轉換高低電平的功能，如果中斷服務程序中有太多的操作會影響pwm波的輸出，尤其是除法、取余、浮點數運算會占用大量的機器周期，應在中斷外完成運算。2.2.2定時器裝入初值的問題。

裝入初值不能太接近于定時器的溢出值。如我們使用定時器方式1，最多能計65536個數，假設我們轉入的初值為65534，那么定時器計兩個數就會進入中斷，這樣會使程序紊亂而其他功能無法正常地執行，所以一般要留50-100個數的裕量。

2.2 定時器工作方式

在定時器工作方式的選擇上，可以選擇定時器的工作方式0、1、2都可以，本文采用的是工作方式1，即16位定時器，這樣可以獲得較寬的調頻范圍。

2.3 定時器初值的計算

設占空比為α，頻率為f

產生高電平時裝入定時器高8位的值應為

產生高電平時裝入定時器低8位的值應為

顯然，產生低電平時的公式只要把α換成（1-α）就行了。

然而在51單片機中，浮點數運算需要消耗cpu很長的時間，為了提高程序效率，通常用100倍的占空比來計算。同時，要注意數據類型，避免超出范圍，影響計算結果。關于C51的乘除法問題，可以看以下這篇文章：http://blog.163.com/ssou_1985/blog/static/295320362010311102232210/

修改后的公式如下：a為100倍占空比，fr為0.01倍頻率TH0 = (65535-a*100/fr)/256; //高位初值TL0 = (65535-a*100/fr)%256;同樣，低電平的公式只需把a換成（100-a）即可。

2.4 例程

本例程采用定時器T0在工作方式1下產生一路PWM，用獨立鍵盤控制頻率、占空比的加減，頻率可調范圍100Hz-10kHz，占空比0-100%（均為理論值，實際值略低）部分代碼如下：

注：T0_H , T0_L , T1_H , T1_L 均用于暫時存儲初值，進入中斷服務程序后直接給寄存器TH0、TL0賦值，避免了在中斷中計算。

注：flag為pwm輸出標志，flag=1輸出高電平，flag=0輸出低電平

2.5 軟件仿真結果

2.5.1 頻率為100Hz

a.占空比約15%

b.占空比95%

2.5.2 頻率為10KHz

a.占空比15%

b.占空比90%