C8051单片机pwm波两路信号输出，串口调控占空比和频率？

Question

操作环境：keil4 使用PCA计数器
C8051单片机8位pwm波输出，有两路信号，怎么分别用串口调控占空比和频率？

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

在C8051F系列单片机上实现PWM波形输出并使用串口调节其占空比和频率，你需要完成以下几个步骤：

1. 设置定时器
2. 定时器中断服务程序（ISR）
3. 串口接收数据处理函数
4. PWM输出配置

首先，确保你的单片机已经连接了相应的硬件，包括PWM输出引脚和串口 RX/TX 引脚。

步骤1：设置定时器

选择一个定时器作为PWM的时基，例如 Timer 0，并将其配置为自动重载模式（Mode 2）。这可以通过修改TCON寄存器和TMOD寄存器来实现。

// 设置Timer 0为模式2，自动重载
TMOD = 0x20; // TMOD[7:6] = 0b10 (Timer 0, Mode 2)
TL0 = 0xFF;   // 初始计数值，可以根据所需的频率进行调整
TH0 = 0xFF;   // 同上
TR0 = 1;      // 开启Timer 0

步骤2：定时器中断服务程序(ISR)

为了实现PWM，你需要在每个定时器溢出事件发生时更新PWM输出。为此，你需要配置中断系统并编写中断服务函数。记得在中断向量表中注册这个中断。

void timer0_isr(void) __interrupt 1
{
    TL0 = TH0;   // 自动重载
    P1_0 ^= 1;   // 针对P1.0输出的PWM信号翻转
    if(P1_1 == 1) // 如果P1.1也用于PWM输出，则同样翻转
        P1_1 ^= 1;
    EA = 1;       // 重新开启全局中断
}

步骤3：串口接收数据处理函数

使用串口接收数据，并根据接收到的数据更新占空比和频率。这里我们假设波特率为9600bps，且数据格式为：占空比(2字节) + 频率(2字节)，共4个字节。你需要配置串口工作在方式1，并在串口中断服务程序中处理数据。

unsigned char data_buffer[4]; // 存储接收到的4个字节数据
unsigned int duty_ratio;     // 占空比
unsigned int frequency;      // 频率

void serial_isr(void) __interrupt 3
{
    unsigned char ch;

    ch = SBUF; // 读取串口缓冲区
    switch(data_buffer_length)
    {
        case 0:
            data_buffer[0] = ch;
            data_buffer_length++;
            break;
        case 1:
            data_buffer[1] = ch;
            data_buffer_length++;
            break;
        case 2:
            data_buffer[2] = ch;
            data_buffer_length++;
            break;
        case 3:
            data_buffer[3] = ch;
            data_buffer_length = 0; // 清零长度以便接收新的数据包

            duty_ratio = ((data_buffer[0] << 8) | data_buffer[1]) & 0xFFFF; // 转换为占空比
            frequency = ((data_buffer[2] << 8) | data_buffer[3]) & 0xFFFF; // 转换为频率

            // 更新定时器周期，计算TH0和TL0的值
            calculate_PWM_period(frequency);
            break;
    }
}

void calculate_PWM_period(unsigned int desired_frequency)
{
    // 根据所需频率计算新的TH0和TL0值
    // 注意：这里仅示例，实际计算需考虑单片机时钟频率、定时器分频等
    unsigned int prescaler = 1; // 假设没有分频
    unsigned int max_count = 0xFFFF;
    unsigned int period = Fosc / (prescaler * desired_frequency); // 计算周期
    TH0 = (max_count - period) >> 1; // TH0存储周期的一半
    TL0 = TH0;
}

步骤4：PWM输出配置

在主循环中，你需要初始化串口和定时器，并开始监听串口中断。

void main(void)
{
    // ... 其他初始化代码 ...

    EA = 1; // 开启全局中断
    EX0 = 1; // 开启外部中断0（串口RX中断）
    EX1 = 0; // 关闭外部中断1（串口TX中断）

    SCON = 0x50; // 方式1，SM0=1，SM1=0，REN=1，TB8=0, RB8=0
    PCON |= 0x02; // 波特率加倍位
    TH1 = 0xFD; // 波特率为9600bps
    TL1 = 0xFD;
    TR1 = 1; // 开启串口发送

    while(1)
    {
        // 主循环无需特别操作，所有控制通过中断处理
    }
}

以上代码给出了基本的框架，但还需要根据你的具体需求和硬件配置进行调整。例如，你需要计算定时器的TH0和TL0值，使其与所选的频率相匹配。同时，你也可能需要根据你的串口配置调整波特率和中断处理代码。

注意：由于篇幅限制，这里的代码并未包含错误检查和完整的功能实现，实际应用时需要补充这些内容。此外，对于更复杂的控制，可能需要使用RTOS（实时操作系统）来更好地管理任务调度。