本页关键词： 什么是pwm pwm原理 pwm控制 pwm芯片 pwm 单片机 单片机pwm控制应用 pwm电路 pwm输出 pwm调制
脉宽调制PWM是开关型稳压电源中的术语。这是按稳压的控制方式分类的，除了PWM型，还有PFM型和PWM、PFM混合型。脉宽宽度调制式（PWM）开关型稳压电路是在控制电路输出频率不变的情况下，通过电压反馈调整其占空比，从而达到稳定输出电压的目的。
通俗的说PWM就是波形，波形的波峰以波谷的比例关系成为占空比，我们可以通过PWM控制电机，音量控制，模拟控制等。
AVR单片机的定时器可以轻松实现PWM功能。mega16和mega32的timer0是和timer2都具有PWM功能，timer0和timer2都为8位定时器。timer2为异步操作定时器，在操作过程中要等待寄存器状态更改完成。详情参看数据手册：8位有pwm操作的异步操作定时器timer2。
下图设定使用timer0来实现PWM功能。PWM电机控制：访问AVR与L298进行直流电机控制。
OC0 output mode 设定了pwm输出控制选择：正常的端口操作，不与OC0 相连接， 比较匹配发生时OC0 取反， 比较匹配发生时OC0 清零， 比较匹配发生时OC0 置位。
Waveform mode设定了波形产生模式：比较匹配输出模式，快速PWM 模式，相位修正PWM 模式。更详细的内容请参看数据手册。
看看程序代码：下载相关文件
//ICC-AVR application builder : 2006-11-25 0:15:12
// Target : M16
// Crystal: 7.3728Mhz
＃i nclude
＃i nclude
void port_init(void)
{
PORTA = 0x00;
DDRA = 0x00;
DDRB = 0x08; //PB3为PWM输出，非常重要，否则无法输出波形
DDRB = 0x00;
PORTC = 0x00; //m103 output only
DDRC = 0x00;
PORTD = 0x00;
DDRD = 0x00;
}
//TIMER0 initialize - prescale:64
// WGM: Normal
// desired value: 1KHz
// actual value: 1.002KHz (0.2%)
void timer0_init(void)
{
TCCR0 = 0x00; //stop
TCNT0 = 0x8D; //set count /*TCNT0*/
OCR0 = 0x73; //set compare /*OCR0*/
TCCR0 = 0x23; //start timer /*TCCR0*/
}
#pragma interrupt_handler timer0_comp_isr:20
void timer0_comp_isr(void)
{
//compare occured TCNT0=OCR0
}
#pragma interrupt_handler timer0_ovf_isr:10
void timer0_ovf_isr(void)
{
TCNT0 = 0x8D; //reload counter value
}
//call this routine to initialize all peripherals
void init_devices(void)
{
//stop errant interrupts until set up
CLI(); //disable all interrupts
port_init();
timer0_init();
MCUCR = 0x00;
GICR = 0x00;
TIMSK = 0x03; //timer interrupt sources /*TIMSK*/
SEI(); //re-enable interrupts
//all peripherals are now initialized
}
void main(void) /*加上这些，程序就可以运行了。*/
{
init_devices();
while(1)
;
}
程序运行效果：
波形从PB3输出：
看看几个关键的寄存器的意义：
- TCNT0：定时器计数值，定时过程中不断增大，溢出后重新置数，开始下一轮。
- OCR0：定时器比较的值，当TCNT0 ＝OCR0时，会产生timer0_comp_isr中断。
- TCCR0：控制timer0的寄存器，这里0x23代表的是：
波形产生模式为普通模式，比较匹配发生时OC0 清零，clkI/O/64 ( 来自预分频器)，详细内容请查看数据手册。
- TIMSK：定时器中断选项，这里允许timer0比较中断，溢出中断。
- 预分频器：预分频器是独立运行的。也就是说，其操作独立于T/C 的时钟选择逻辑，且它由T/C1 与 T/C0 共享。由于预分频器不受T/C 时钟选择的影响，预分频器的状态需要包含预分频时钟 被用到何处这样的信息。一个典型的例子发生在定时器使能并由预分频器驱动(6 > CSn2:0 > 1)的时候：从计时器使能到第一次开始计数可能花费 1 到N+1个系统时钟周期， 其中N 等于预分频因子(8、64、256 或1024)。
PWM的工作流程：
- 初始化，定时器开始工作，TCNT0逐渐增大，在预分频这么多个时钟周期里变化一次。
- 输出比较寄存器包含一个8 位的数据，不间断地与计数器数值TCNT0 进行比较。匹配事件可以用来产生输出比较中断，或者用来在OC0 引脚上产生波形。
- TCNT0溢出，溢出中断用于在OC0上产生波形，置位或者清零。
- TCNT0复位，进行下一次定时操作。
PWM的占空比：
调节PWM的占空比，只需要用程序更改OCR0的值即可，根据不同的情况，可能是增加也可能是减小。注意：因为Timer2是异步控制器，使用Timer2时，调节OCR2需要等待寄存器更新完成才能进行其他操作。
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