单片机ad与pwm问题

Posted 2023-05-12

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了单片机ad与pwm问题相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

1.我想让电位器从0度转到5度时输出占空比是10%,
2.转到80度的时候输出占空比是90%。
3.电位器两瑞端加5V电压，标准时5度时电位器输出端电压0.5V,80度时输出4.5V，供AD采集。
4.但每只电位器5度和80度电压都有差异,用单片机怎么保证输出占空比一致性。

A是模拟信号的意思，D是数字信号的意思，AD转换就是模数转换，顾名思义，就是把模拟信号转换成数字信号,例如把电压值转化为数字信号。
2，为什么要AD转换？
单片机（以及其他处理器）只能处理数字信号，当单片机想要获取电路上某一点的电压值时，就得用到AD转换了，如果你直接把单片机的引脚接到电路这个点上，单片机只知道这个点的电压是低电平还是高电平，又怎么能得到他的电压值呢？例如数字式的万用表，它测量电压时，先有一个AD转换电路，把电压值转换成一个数值，然后把这个值送个单片机（当然万用表里的用的处理芯片不是单片机），单片机经过计算处理后，再把这电压值显示到显示到屏幕上。
不过现在有一些比较强的单片机，其内部已经集成了AD转换器，不需要你再外接AD转换芯片。
3，8位16位的ad转换芯片是什么意思？
8位，16位就代表了AD转换芯片的转换分辨率，数字越大，分辨率越高，同时也反映了它的精度，数字越大，精度相对也越高。8位算是最低了，有些单片机里集成的AD转换器一般是10位的。12位和16位的芯片价格就比较贵了。
4，分辨率？
举个简单的例子，8位芯片只能转换最小到0.01V的电压，而12位的芯片却能转换最小到0.001V的电压，如果一个电压为3.359V，8位芯片转出来后的数值是3.35V，12位芯片转换出来后是3.359V，精度比8位就高一个档次了。（注:这里数值不是正确的数值，举例用，切勿实际使用）
5，采样？
采样是AD转换的速度性能指标，通俗的说就是每秒里能采样多少次，采样次数越高芯片性能越好。如果对采样不理解，也可以用另一种方式理解，就是一个AD转换芯把电压值转换成数字值这个过程所需要的时间，时间越短越好。
6，精度？
精度是AD芯片的一个重要参数，表示采集到的数据和真实值之间的相差的程度。例如单片机转换出来的结果是0.3V，而实际可能是0.31V，这样就相差了0.01V。这种误差是不可避免无法消除的。这和在第3点中提到的位数有关，位数越高，这样的误差越小。
7，这些知识点在“数字电路基础”一书中有详细解释，说明你数字电路没学好，自己好好加油了。参考技术A 既然涉及AD采样和PWM调光，为了简化电路，减少外围元件，如果你采用STC系列的单片机，建议使用自带AD和PWM输出的型号，比如STC12C2052AD、STC12C5A60S2，当然STM8、STM32这些系列的单片机一般也自带AD和PWM输出。
我这里以STC系列的单片机举例。
首先学习STC自带AD采集，网上也有程序，需要的话我也可以提供。采集光敏电阻两端的电压，看不同光照情况下光敏电阻两端的电压的变化情况，最好是让显示器（比如LCD1602）显示出来。
然后后再学习STC自带的PWM输出功能，程序也容易找。设定不同的占空比，看看PWM输出管脚上的LED灯的亮度变化情况。
最后，根据采集到的光敏电阻两端电压的大小改变PWM的占空比参考技术B -255之间的数值。这就是把模拟电压转换成数字信号。

//有些拧动电位器后数码管数可能不会动态变化，请用户按下实验板上的S22复位按键可更新数据

//这种显象产生的原因是和AD芯片自身的一些特性有关。

#include<reg51.h>

#include <intrins.h>

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

#define ulong unsigned long

sbit rd=P3^7; //IO口定义

sbit wr=P3^6;

sbit cs=P3^5;

sbit r=P3^3;

sbit g=P3^2;

sbit b=P3^1;

unsigned char j,k,v,rh,gh,bh;

uchar cnt;

void delay(unsigned char i) //延时程序

for(j=i;j>0;j--)

for(k=125;k>0;k--);

void TC_init (void)

TMOD |= 0x01;

EA = 1;

TH0 = 0xFF;

TL0 = 0xF6;

ET0 = 1;

TR0 = 1;

void TC0 (void) interrupt 1 using 1

TH0 = 0xFF;

TL0 = 0xF6;

if(++cnt>=255)cnt=0;

if(cnt<rh)

r=0;

else

r=1;

if(cnt<gh)

g=0;

else

g=1;

if(cnt<bh)

b=0;

else

b=1;

void main() // 主程序

while(1)

cs=1;

cs=0;

wr=1;

wr=0;

wr=1;

delay(25);

P1=0xff;

rd=1;

rd=0;

delay(5);

v=P1;

delay(5);

rd=1;

cs=1;

P2=v;

TC_init();

if(v>0&&v<6)

rh=255;gh=255;bh=255;

if(v>6&&v<17)

rh=125;gh=255;bh=255; 参考技术C 单片机（以及其他处理器）只能处理数字信号，当单片机想要获取电路上某一点的电压值时，就得用到AD转换了，如果你直接把单片机的引脚接到电路这个点上，单片机只知道这个点的电压是低电平还是高电平，又怎么能得到他的电压值呢？例如数字式的万用表，它测量电压时，先有一个AD转换电路，把电压值转换成一个数值，然后把这个值送个单片机（当然万用表里的用的处理芯片不是单片机），单片机经过计算处理后，再把这电压值显示到显示到屏幕上。单片机（以及其他处理器）只能处理数字信号，当单片机想要获取电路上某一点的电压值时，就得用到AD转换了，如果你直接把单片机的引脚接到电路这个点上，单片机只知道这个点的电压是低电平还是高电平，又怎么能得到他的电压值呢？例如数字式的万用表，它测量电压时，先有一个AD转换电路，把电压值转换成一个数值，然后把这个值送个单片机（当然万用表里的用的处理芯片不是单片机），单片机经过计算处理后，再把这电压值显示到显示到屏幕上。单片机（以及其他处理器）只能处理数字信号，当单片机想要获取电路上某一点的电压值时，就得用到AD转换了，如果你直接把单片机的引脚接到电路这个点上，单片机只知道这个点的电压是低电平还是高电平，又怎么能得到他的电压值呢？例如数字式的万用表，它测量电压时，先有一个AD转换电路，把电压值转换成一个数值，然后把这个值送个单片机（当然万用表里的用的处理芯片不是单片机），单片机经过计算处理后，再把这电压值显示到显示到屏幕上。参考技术D “用单片机怎样产生频率可调的200khzpwm波”这句话有语病，要么是占空比可调的200khzpwm波，要么是频率可调的pwm波，既然频率可调，200khz什么意思？
占空比可调的200khzpwm波，可以实现，前提是系统时钟频率足够高。方法是使用定时器中断，计算出200khz周期对应的定时器中断装载值，采取两次中断法，两次中断定时器的装载值之和等于200khz频率周期，加这个减那个，就实现占空比可调，这种方式占空比可调范围大。
频率可调的pwm波，也可实现，固定一个相位的定时周期，调整另一相位的周期，即可达到调整占空比和频率的目的，这种方法占空比的调整有一定限度。

MindMotion MM32 单片机上的MicroPython移植-PWM

简介：对于MindMotion在11月22日发送过来的移植有PWM功能的MicroPython的软件进行了测试。首先，在两个PWM的通道（PA6,PA7）上可以测试到输出的波形，但信号参数与设置之间还存在着差异：输出频率比设置频率小；输出的占空比正好与设置的相反。

关键词： MM32，PWM，MicroPython

§01 MM32 MicroPython

一、背景介绍

在过去的周末，MindMotion SuYong对于移植的MicroPython中的带有PWM版本进行了修正，发送过来了最新的版本：

MicroPython/MindMotion/firmware-2021-11-22.bin · 卓晴/编程技术 - Gitee.com

这个版本时对于 测试MindMotion MM32F3277 MicroPython -2021-11-20新增PWM版本 所存在的问题进行修复。但程序的主要框架没有改变。即仍然借助于两个Timer完成八个PWM通道的功能。

▲ 图1.1.1 测试实验电路板

二、PWM功能

根据前天的测试，可以知道PWM的主要管脚与内部定时器资源如下：

【表1-1 PWM资源配置】

PWM	定时器	GPIO
PWM0	TIM3	PA6
PWM1	TIM3	PA7
PWM2	TIM3	PB0
PWM3	TIM3	PB1
PWM4	TIM4	PB6
PWM5	TIM4	PB7
PWM6	TIM4	PB8
PWM7	TIM4	PB9

三、下载MicroPython

1、下载MicroPython

将下载的MicroPython下载到 设计带有SD卡的 MM32F3277 MicroPython 实验板 ，然后使用STM32BOOTLOADER进行REPL测试。

▲ 图1.3.1 将新版的MicroPython下载到测试版中

2、上电测试

上电后，在REPL界面显示：


>> Open COM8, baud : 115200

[Y] sdcard ready.
[Y] file system on sdcard ready.
[Y] run the main.py on disk ...
[Y] done. 1
MicroPython v1.16 on 2021-11-22; MB_F3270 with MM32F3277G7P
>>>

§02 测试PWM

一、基本测试

1、测试基本波形

初始化PWM通道0,1，分别占用PA6,PA7输出对应的PWM波形。

（1）测试代码

from machine                import Pin,PWM
import utime

pwm0 = PWM(0, freq=10000, duty=200)
pwm1 = PWM(1, freq=10000, duty=500)

print("Test PWM.")

（2）输出波形

测量输出波形，如下图所示：

▲ 图2.1.1 PWM输出波形

可以看到这个波形与设置参数之间存在误差：

频率误差： 实际的PWM输出频率为9.589kHz，使用FLUKE45数字万用表的频率档测量的信号的频率为9.5914kHz。
占空比误差： 设置的duty=200。实际输出则为800。输出波形反向了。

下面是PWM0的duty分别设置为 1， 999对应的波形。

▲ 图2.1.2 PWM0设置duty=1对应的波形

▲ 图2.1.3 PWM0设置duty=999对应的波形

2、动态改变duty

（1）测试代码

from machine                import Pin,PWM
import utime

pwm0 = PWM(0, freq=10000, duty=500)
pwm1 = PWM(1, freq=10000, duty=1)

print("Test PWM.")

duty = 1
dutyinc = 20
dir = 0

while True:

    if dir == 0:
        duty += dutyinc
        if duty >= 1000:
            duty = 999
            dir = 1
    else:
        if duty < dutyinc:
            duty = 1
            dir = 0
        else:
            duty -= dutyinc

    pwm1.duty(duty)

    utime.sleep_ms(100)