单片机原理及应用系统设计第12章--IAP15W4K58S4单片机的-PWM模块课件

1、 第12章 IAP15W4K58S4单片机的 PWM模块单片机原理及应用系统设计本章主要内容312单片机PWM模块的结构单片机PWM模块的应用单片机PWM模块的控制IAP15W4K58S4单片机内部集成了一组（各自独立6路）增强型的PWM波形发生器。增强型PWM发生器大大增加了PWM控制的灵活性。 第12章 IAP15W4K58S4单片机PWM模块PWM波形发生器内部有一个15位的PWM计数器供6路PWM使用，用户可以设置每路PWM的初始电平。另外，PWM波形发生器为每路PWM又设计了两个用于控制波形翻转的计数器T1/ T2 ，可以非常灵活的每路PWM 的高低电平宽度，从而达到对PWM 的占空

2、比以及PWM 的输出延迟进行控制的目的。由于6路PWM是各自独立的，且每路PWM 的初始状态可以进行设定，所以用户可以将其中的任意两路配合起来使用，即可实现补对称输出以及死区控制等特殊应用。 12.1 IAP15W4K58S4单片机PWM模块的结构增强型的PWM波形发生器还设计了对外部异常事件（包括外部端口P2.4的电平异常、比较器比较结果异常）进行监控的功能，可用于紧关闭PWM输出。PWM波形发生器还可在15 位的PWM计数器归零时触发外部事件（触发外部事件、外部事件、ADC转换）。 12.1 IAP15W4K58S4单片机PWM模块的结构 -IAP15W4K58S4单片机PWM模块的结构

3、12.1 IAP15W4K58S4单片机PWM模块的结构图12-1 PWM波形发生器结构框图 表12-1 端口配置寄存器各位的定义 12.2 IAP15W4K58S4单片机PWM模块的控制位号B7B6B5B4B3B2B1B0位名称EAXSFR000-S4_SS3_SS2_SEAXSFR ：扩展SFR 访问控制使能。 EAXSFR=0 ：MOVX A,DPTR/MOVX DPTR,A指令的操作对象为扩展RAM（XRAM）。 EAXSFR=1 ：MOVX A,DPTR/MOVX DPTR,A指令的操作对象为扩展SFR （XSFR）。注意：若要访问PWM在扩展RAM区的特殊功能寄存器，必须先将EAX

4、SFR 位置为1；BIT6, BIT5, BIT4为内部测试使用，用户必须填0。1. 端口配置寄存器P_SW2该寄存器地址为BAH，复位值为00H。 各位定义如表12-1所示： 12.2 IAP15W4K58S4单片机PWM模块的控制位号B7B6B5B4B3B2B1B0位名称-CBTADCC7INIC6INIC5INIC4INIC3INIC2INI表12-2 PWM配置寄存器PWMCFG各位定义2. PWM配置寄存器PWMCFG该寄存器地址为F1H，复位值为00H。各位定义如表12-2所示。CBTADC ：PWM计数器归零时（CBIF=1 时）触发ADC转换 0：PWM计数器归零时不触发ADC

5、转换。 1：PWM计数器归零时自动触发ADC转换。（注：前提条件是PWM和ADC必须被使能，即ENPWM=1，且ADCON=1）CnINI：设置PWM 输出端口的初始电平，n=27。 0：PWM7 输出端口的初始电平为低电平。 1：PWM7 输出端口的初始电平为高电平。CBTADC ：PWM计数器归零时（CBIF=1 时）触发ADC转换 0：PWM计数器归零时不触发ADC转换。 1：PWM计数器归零时自动触发ADC转换。（注：前提条件是PWM和ADC必须被使能，即ENPWM=1，且ADCON=1）CnINI：设置PWM 输出端口的初始电平，n=27。 0：PWM7 输出端口的初始电平为低电平。

6、 1：PWM7 输出端口的初始电平为高电平。 12.2 IAP15W4K58S4单片机PWM模块的控制ENPWM ：使能增强型PWM波形发生器 0：关闭PWM波形发生器。 1：使能PWM波形发生器，PWM计数器开始计数。ECBI ：PWM计数器归零中断使能位 0：关闭PWM计数器归零中断（CBIF依然会被硬件置位）。 1：使能PWM计数器归零中断。ENCnO ：PWMn 输出使能位，n=27。 0：PWM通道n的端口为GPIO。 1：PWM通道n的端口为PWM输出口，受PWM波形发生器控制。 12.2 IAP15W4K58S4单片机PWM模块的控制位号B7B6B5B4B3B2B1B0位名称EN

7、PWMECBIENC70ENC60ENC50ENC40ENC30ENC203. PWM控制寄存器PWMCR该寄存器地址为F1H，复位值为00H。各位定义如表12-3所示。表12-3 PWM控制寄存器PWMCFG各位定义12.2 IAP15W4K58S4单片机PWM模块的控制4. PWM中断标志寄存器PWMIF 该寄存器地址为F6H，复位值为00H。各位定义如表12-4所示。表12-4 PWM中断标志寄存器PWMIF各位定义。 5. PWM外部异常控制寄存器PWMFDCR 该寄存器地址为F7H，复位值为00H。各位定义如表12-5所示。表12-5 PWM中断标志寄存器PWMIF各位定义。位号B7

8、B6B5B4B3B2B1B0位名称-CBIFC7IFC6IFC5IFC4IFC3IFC2IF位号B7B6B5B4B3B2B1B0位名称-ENFDFLTFLIOEFDIFDCMPFDIOFDIF12.2 IAP15W4K58S4单片机PWM模块的控制 5. PWM外部异常控制寄存器PWMFDCR该寄存器地址为F7H，复位值为00H。各位定义如表12-5所示。位号B7B6B5B4B3B2B1B0位名称-ENFDFLTFLIOEFDIFDCMPFDIOFDIF表12-5 PWM中断标志寄存器PWMIF各位定义12.2 IAP15W4K58S4单片机PWM模块的控制ENFD ：PWM外部异常检测功能控

9、制位 0：关闭PWM的外部异常检测功能。 1：使能PWM的外部异常检测功能。FLTFLIO ：发生PWM外部异常时对PWM输出口控制位 0：发生PWM外部异常时，PWM的输出口不作任何改变。 1：发生PWM外部异常时，PWM的输出口立即被设置为高阻输入模式（既不对外输出电流，也不对内输出电流）。【注】只有ENCnO=1 所对应的端口才会被强制悬空；当PWM外部异常状态取消时，相应的PWM的输出口会自动恢复以前的I/O设置。EFDI ：PWM异常检测中断使能位 0：关闭PWM异常检测中断（FDIF依然会被硬件置位）。 1：使能PWM异常检测中断。12.2 IAP15W4K58S4单片机PWM模块

10、的控制FDCMP ：设定PWM异常检测源为比较器的输出 0：比较器与PWM无关 。 1：当比较器正极P5.5/CMP+ 的电平比比较器负极P5.4/CMP-的电平高或者比较器正极。 P5.5/CMP+ 的电平比内部参考电压源1.28V高时，触发PWM异常。FDIO ：设定PWM异常检测源为端口P2.4 的状态 0：P2.4 的状态与PWM无关。 1：当P2.4 的电平为高时，触发 为高时，触发PWM异常。FDIF ：PWM异常检测中断标志位 当发生PWM异常（比较器正极P5.5/CMP+ 的电平比比较器负极P5.4/CMP- 的电平高 或比较器正极P5.5/CMP+ 的电平比内部参考电压源1.

11、28V 高或者P2.4 的电平为高）时，硬件自动将此位置1 。当EFDI=1 时，程序会跳转到相应中断入口执行中断服务程序。需要软件清零。 12.2 IAP15W4K58S4单片机PWM模块的控制 6. PWM计数器（1）PWM计数器高字节PWMCH（高7位）该寄存器地址为FFF0H(XSFR)，复位值为00H。各位定义如表12-6所示。 表12-6 PWM计数器高字节PWMCH各位定义位号B7B6B5B4B3B2B1B0位名称-PWMCH14：812.2 IAP15W4K58S4单片机PWM模块的控制（2）PWM计数器低字节PWMCL（低8位） 该寄存器地址为FFF1H(XSFR)，复位值为

12、00H。各位定义如表12-7所示。 表12-7 PWM计数器高字节PWMCH各位定义 PWM计数器位一个15位的寄存器，可设定132767之间的任意值作为PWM 的周期。PWM 波形发生器内部的计数器从0开始计数，每个PWM 时钟周期递增1，当内部计数器的计数值达到PWMCH，PWMCL所设定的PWM周期时，PWM波形发生器内部的计数器将会从0重新开始开始计数，硬件会自动将PWM归零中断中断标志位CBIF置1，若ECBI=1 ，程序将跳转到相应中断入口执行中断服务程序。位号B7B6B5B4B3B2B1B0位名称PWM2CR7：07. PWM时钟选择寄存器PWMCKS 该寄存器地址为FFF2H(

13、XSFR)，复位值为00H。各位定义如表12-8所示。 表12-8 PWM时钟选择寄存器器PWMCKS各位定义SELT2 ：PWM时钟源选择 0：PWM时钟源为系统时钟经分频器分频之后的时钟 。 1：PWM时钟源为定时器2 的溢出脉冲PS3:0 ：系统时钟预分频参数。当SELT2=0时，PWM时钟为系统时钟 / ( PS3:0+1)。 12.2 IAP15W4K58S4单片机PWM模块的控制位号B7B6B5B4B3B2B1B0位名称-PS3：012.2 IAP15W4K58S4单片机PWM模块的控制 8. PWMn的翻转计数器(n=27) （1）PWMn的第一次翻转计数器的高字节PWMnT1H

14、，复位值是00H。各位定义如表12-9所示。 表12-9 PWMn的第一次翻转计数器的高字节PWMnT1H(n=27)各位定义。 位号B7B6B5B4B3B2B1B0位名称-PWM2T1H14：812.2 IAP15W4K58S4单片机PWM模块的控制（2） PWMn的第一次翻转计数器的低字节PWMn T1L，各位定义如表12-10所示。表12-10 PWMn的第一次翻转计数器的低字节PWMnT1L(n=27)各位定义。（3）PWMn的第二次翻转计数器的高字节PWMnT2H，复位值是00H。各位定义如表12-11所示。表12-11 PWMn的第一次翻转计数器的高字节PWMnT2H(n=27)各

15、位定义。位号B7B6B5B4B3B2B1B0位名称PWM2T1L7：0位号B7B6B5B4B3B2B1B0位名称-PWM2T1H14：812.2 IAP15W4K58S4单片机PWM模块的控制（4）PWMn的第二次翻转计数器的低字节PWMnT2L，各位定义如表12-12所示。表12-12 PWMn的第一次翻转计数器的低字节PWMnT2L(n=27)各位定义。PWM2的第二次翻转计数器的高字节：PWM2T2H，各位定义如表12-13所示。表12-13 PWMn的第二次翻转计数器的高字节PWMnT2H(n=27)各位定义。 位号B7B6B5B4B3B2B1B0位名称PWM2T1L7：0SFR na

16、meAddressbitB7B6B5B4B3B2B1B0Reset ValuePWM2T2HFF02H(XSFR)name-PWM2T2H14:8x000,0000BPWM2T2HFF02H(XSFR)name-PWM2T2H14:8x000,0000B12.2 IAP15W4K58S4单片机PWM模块的控制PWM2的第二次翻转计数器的低字节：PWM2T2L，各位定义如表12-14所示。SFR nameAddressbitB7B6B5B4B3B2B1B0Reset ValuePWM2CRFF03H(XSFR)namePWM2CR7:00000,0000BPWM波形发生器设计了两个用于控制PWM

17、波形翻转的15位计数器，可设定1327间的任意值。PWM波形发生器内部的计数器的计数值与T1/T2所设定的值相匹配时，PWM 的输出波形将发生翻转。表12-14 PWMn的第二次翻转计数器的低字节PWMnT2H(n=27)各位定义12.2 IAP15W4K58S4单片机PWM模块的控制 9. PWMn的控制寄存器PWMnCR 复位值为00H。各位定义如表12-15所示。 表12-15 PWMn的控制寄存器PWMnCR各位定义。PWMn_PS ：PWMn输出引脚选择位 0：PWMn的输出引脚为第一组PWMn。 1：PWMn的输出引脚为第二组PWMn_2。EPWMnI ：PWMn中断使能控制位。

18、0 ：关闭PWMn 中断 。 1：使能PWMn 中断，当CnIF被硬件置1时，程序将跳转到相应中断入口执行中断服务程序。 bitB7B6B5B4B3B2B1B0name-PWMnPSEPWMnECn2SIECn1SI12.2 IAP15W4K58S4单片机PWM模块的控制 ECnT2SI ：PWMn 的T2匹配发生波形翻转时的中断控制位 0 ：关闭T2翻转时中断 。 1：使能T2翻转时中断，当PWM波形发生器内部计数值与T2计数器所设定的值相匹配时，PWM 的波形发生翻转，同时硬件将C2IF置1，此时若EPWM2I=1 ，则程序将跳转到相应中断入口执行中断服务程序。 ECnT1SI ：PWMn

19、 的T1匹配发生波形翻转时的中断控制位 0 ：关闭T1翻转时中断 。 1：使能T1翻转时中断，当PWM波形发生器内部计数值与T1计数器所设定的值相匹配时，PWM 的波形发生翻转，同时硬件将CnIF置1，此时若EPWMnI=1 ，则程序将跳转到相应中断入口执行中断服务程序。6路高低字节两次控制PWM波形翻转的15位计数器和PWMn控制寄存器。PWMnCR地址如表12-16所示。 12.2 IAP15W4K58S4单片机PWM模块的控制 表12-16 PWM2PWM7计数器和寄存器地址地址PWM2PWM3PWM4PWM5PWM6PWM7第一次翻转计数器高字节FF00HFF10HFF20HFF30H

20、FF40HFF50H 低字节FF01HFF11HFF21HFF31HFF41HFF51H第二次翻转计数器高字节FF02HFF12HFF22HFF32HFF42HFF52H 低字节FF03HFF13HFF23HFF33HFF43HFF53HPWMn控制寄存器PWMnCRFF04HFF14HFF24HFF34HFF44HFF54H12.2 IAP15W4K58S4单片机PWM模块的控制10. PWM中断优先级控制寄存器IP2该寄存器地址为B5H，复位值为00H。各个中断源均为低优先级中断。不可位寻址，只能用字节操作指令更新相关内容，各位定义如表12-17所示。PPWMFD：PWM异常检测中断优先级

21、控制位。 PPWMFD=0：PWM异常检测中断为最低优先级中断(优先级0) 。 PPWMFD=1：PWM异常检测中断为最高优先级中断(优先级1) 。PPWM: PWM中断优先级控制位。 PPWM=0：PWM中断为最低优先级中断(优先级0) 。 PPWM=1：PWM中断为最高优先级中断(优先级1) 。SFR nameAddressbitB7B6B5B4B3B2B1B0Reset ValueIP2B5Hname-PX4PPWMFDPPWMPSPIPS20000,0000B表12-17 PWM中断优先级控制寄存器IP2各位定义 12.3 IAP15W4K58S4单片机PWM模块的应用 【例12-1】

22、 利用IAP15W4K58S4单片机PWM模块，生成一个占空比可调的波形。占空比初始值为50%。设置3个按键，分别控制占空比的加和减以及恢复至初始值。波形由引脚P1.7输出，可使用示波器观察波形。请编写程序。 解：C语言源程序代码：#include stc15w4k32s4.h /包含单片机头文件#define CYCLE 11059 /PWM计数值unsigned int T2Cnt=CYCLE/2; /PWM翻转计数值 void IO_Init(void); /函数声明void PWM_Init(void);void Key_Process(void);void Delay_ms(unsi

23、gned int ms);void PWM7_SetPWMT2(unsigned int dat);unsigned char Key_Scan(void); 12.3 IAP15W4K58S4单片机PWM模块的应用/* 主函数 */void main(void) IO_Init(); /端口初始化 PWM_Init(); /PWM模块初始化 while(1) Key_Process(); /按键扫描 12.3 IAP15W4K58S4单片机PWM模块的应用 void Delay_ms(unsigned int ms) /延时函数 unsigned int i; while( (ms-) !=

24、 0) for(i = 0; i 580; i+); 12.3 IAP15W4K58S4单片机PWM模块的应用 /* PWM模块初始化函数 */void PWM_Init(void) P1M1 &= (17); /将P17设置为准双向口 P1M0 &= (17); P_SW2 |=0 x80; /允许访问PWM特殊功能寄存器 PWMCR&=0 x7f; /关闭PWM发生器，进行PWM设置 PWMCKS=0 x00; /PWM时钟选择：系统时钟，不分频 PWMC=CYCLE; /PWM计数器，设置PWM周期 PWM7CR=0 x00; /PWM7输出到P1.7，关闭中断 PWMCFG=0 x00

25、; /设置PWM的初始输出低电平 PWMCR |=0 x20; /使能PWM7信号输出 PWMCR|=0 x80; /设置完毕，启动PWM发生器 P_SW2 &=0 x7f; /关闭访问PWM特殊功能寄存器12.3 IAP15W4K58S4单片机PWM模块的应用 /* 设置PWM中T2计数器 */void PWM7_SetPWMT2(unsigned int dat) PWMCR&=0 x7f; /关闭PWM发生器，进行PWM设置P_SW2 |=0 x80; /允许访问PWM特殊功能寄存器PWM7T2=dat;P_SW2 &=0 x7f; /关闭访问PWM特殊功能寄存器PWMCR|=0 x80

26、; /启动PWM发生器unsigned char Key_Scan(void) /按键扫描函数 unsigned char KeyTemp1,KeyTemp2;unsigned char KeyValue;KEYPORT |= (1KEY10) | (1KEY11) |(1KEY12); /读入端口先置高, / P3.3口置高 KeyTemp1=KEYPORT | (1KEY10)|(1KEY11)|(1KEY12);/将读 /入端口不用的位屏蔽掉 if(KeyTemp1!=0 xff) /如果有键按下Delay_ms(20); /延时，防抖动KeyTemp1=KEYPORT | (1KEY10)|(1KEY11)|(1KEY12)if(KeyTemp1!=0 xff) while(KeyTemp1!=0 xff) /等待按键释放 KeyTemp2=K