pwm的周期以及占空比设置求助...

只看该作者 · 2012-5-23 14:21

各位前辈好，我又来叨扰大伙了，我看了许多利用ad反馈调节pwm的资料，可是当我设定pwm周期和占空比的时候发现又有问题了，麻烦您能不能告知一二
下面这两条公式不知道我理解的对不对，总觉得我理解错了
1、PWM 周期 = [(PR2) + 1] • 4 • TOSC • (TMR2 预分频比)，用时间单位表示
2、PWM 占空比 = (DCxB9 CxB0 ) • Tosc • (TMR2 预分频比)，用时间单位表示

问题1、如果我设计的频率22kHZ的话（TOSC为4Mhz，预分频为1），那么周期设定PR2的值就应该是1/22khz=(PR2+1)*1 則；PR2=44.4=44;则PR2初值为44；

问题2、設定需要占空比為50%（预分频为1/16），則，0.5=（DCxB9 CxB0 ）*4*（1/16）则：（DCxB9 CxB0 ）=2；那么CCPR1H：CCPR1L的值分别是什么，感觉这个2肯定是我算的方法不对了，请前辈们指点指点，占空比的初值是怎么算的，最好能举一列子，谢谢了

只看该作者 · 2012-5-23 14:38

PWM周期=[(PR2)+1]*4*TOSC*(TMR2预分频比)
   =(255+1)*4*(1/4000000)*16 s = 4.096 ms
45ms=(x+1)*(1/4000000)*16=
PWM占空比=(DCxB9:DCxB0)*Tosc*(TMR2预分频比)
  =1024*(1/4000000)*16 s =  4.096 ms
注意：如果PWM占空比值大于PWM周期，CCPx 引脚将
   不会被清零，这时占空比将达到100%；

原来真的很错...

只看该作者 · 2012-5-23 15:21

什么乱七八糟的的公式。从哪弄回来的？
占空比是一个比值，高电平和低电平脉宽的比值，怎么可能是用时间作单位呢。高中物理量纲没学好。
PWM周期和PWM占空比是两个独立的东西，任何PWM周期下可以设定任意的PWM占空比。

只看该作者 · 2012-5-23 15:23

那些PR2、 TOSC、TMR2什么玩意？你是把PIC的手册抄过来了吧，那是寄存器？

只看该作者 · 2012-5-23 17:11

tinnal兄，谢谢您，这个是在手册上看到的，还有网上查的资料，发现这个16f877a pwm的占空比计算方法挺奇怪的，比，应该是不大于1才是，这个手册上说pr2是用来设置pwm的周期的，tosc是晶振频率，TMR2是pwm比较的一个预分频比，tinnal兄，请问，这个pwm的占空比到底要怎么计算才行呢？？

只看该作者 · 2012-5-23 22:29

这个看具体CPU的实现。
从原理上来说，占空比就是一个百分比，最大值为1，
像我现在用的9260来说。
有一个计数设定值用于控制频率，通过分频后的Timer时钟，和这个计数器设定值，结合相应的计数器模式，决定最后的频率。
同时，为了PWM，硬件上面会有比较器，PWM用法也是有很多的，举例来说，如果当前计数值大于这个比较器设定值，就输出1，低于这个值就输出0，这样，就能通过设定合适的比较器的值来设定需要的占空比。
这个比较器的值不是占空比，却影响占空比。一般来说，他的最小设定值为0，最大设定值为当前的计数器设定值（其实硬件没有这个规定，但设大了，就达不到我们的效果而已）。

只看该作者 · 2012-5-24 00:09

看了一下PIC的PWM功能，还挺怪的，把PWM的比较器分离出来，结合原有的TIMER2采能产生PWM的信号，这可能是因为兼容的原因才弄成这样的吧，因这同系列的前一个芯片是没有PWM功能的，为了TIMER本身的兼容而这么去做。

好的，入正题，Timer不说了，对于CCP（Capture/Compare/PWM (CCP) module）首先，要用Pwm功能，必须设定的PWM模式。
见CCP1CON寄存器定义：

bit 3-0 CCPxM3:CCPxM0: CCPx Mode Selectbits 设定为11xx = PWM mode。
这里要注意的是bit 5-4 CCPxX:CCPxY: PWM Least Significant bits，因为PWM的10位精度的，而后面的CCPR只有8位（8位单片机麻），所以在这里弄了两个低两位出来，不合理，但合情。
好了，下面弄个PWM的结构图出来。

如手册所说，CCPR1L是用于占空比的计算的比较值，CCPR1H不用我们去设。
PR2用于控制PWM输出信号的周期。
TMR2从图上看不出来，要从公式上看。
逻辑从那个RS触发器看到出来很简单，就是当前计数值>CCPR时复位，当前计数值>PR2时，复位计数器，重装CCPR1H，置位输出。CCPR1H和1L的关系，手册提到如下：
CCPR1L and CCP1CON<5:4> can bewritten to at any time, but the duty cycle value is not latched into CCPR1Huntil after a match between PR2 and TMR2 occurs (i.e., the period is complete).In PWM mode, CCPR1H is a read-only register。
好事情，也就是说我们不用管CCPR1H。
来看看输出的图片如下：

OK，和我们分析的一样。

好了，来看看周期的公式吧。
PWM period = [(PR2) + 1] • 4 • TOSC •(TMR2prescale value)
哦，从这可以看出来，TMR2其实也是用来分频的。不难理解。TOSC为Timer2的输出，怎么会有个4？看PWM结构图吧，10位的PWM，但PR2只有8位喔，相当于左移了2位，也就是乘了个4.
如果TOSC为4M，我们想PWM输出的频率为22KHz，为了增加精度，我们把TMR2设为1，则RP2 = （4000KHz / 22KHz）/4 - 1 =44.5 = 44;

好，再来看PWM占空比吧，
先看公式：
PWM duty cycle =(CCPR1L:CCP1CON<5:4>)•TOSC • (TMR2 prescale value)
如果要让占空比为50%，因为PWM period= 1/22KHz = 45us, 则PWM duty cycle =45us * 50% = 23us
好吧，同样，TMR2=1，(CCPR1L:CCP1CON<5:4>) = 23us / TOSC = 23us / (1/4Mhz) = 23us /0.25us = 92。二进制为1011100，则CCPR1L为：10111(0x17)，CCP1CON<5:4>为：00（0x0）。
OK，任务结束。

只看该作者 · 2012-5-24 00:12

本帖最后由 Tinnal 于 2012-5-24 00:16 编辑

好注意，TOSC是Timer2的输出，而不是指晶振的频率，这一点手册TABLE 8-1: CCP MODE - TIMER
RESOURCES REQUIRED已经说明。

通过这个案例，想大家重视手册，手册其实就已经说得很清楚了。
我在fangfei036这个问题上这么关注，但不可能全部的新人我都能给你们去看手册。fangfei036这个案例教的不仅仅是fangfei036，而是和fangfei036类似的所有初学者。重视手册！重视官网！另什么都去先问别人，自己先研究一下，百度一下，google一下。

上面的计算有可能算错，fangfei036你复算一下。

只看该作者 · 2012-5-24 00:25

说实在PIC单片机我也没有用过。也是因为fangfei036的问题，去看手册的。
顺便问一下，因为PIC只有8级的硬件堆栈，函数调用地址是直接压入硬件堆栈而不是压到内存的。
想问fangfei036，你有试过函数调用深度超过8级的吗？可以吗。
也就是函数1->函数2->函数...->函数7->函数8->函数9?
函数9能调用吗，麻烦给我做个实验。

因为我本来是想做一个DIY CPU的教程的，PIC16是一个候选的CPU，指令集简单。同时为候选的还有MSP430。想做个教程，把大学的数字电路知识用起来，用一般的通用的逻辑IC来实现。帮大家学以致用。

只看该作者 · 2012-5-24 14:24

tinnal大哥，对你的详细分析佩服的五体投地，而且是深夜劳累，感激的无以言表，谢谢谢谢
今天上班太忙了，现在才忙里偷空来看看，你的独到分析也更加深刻的让我们知道官网手册的重要性，让我们清楚分析思路，太感谢了硬件堆栈实验今天完成老大又叫了...

只看该作者 · 2012-5-24 15:41

本帖最后由 fangfei036 于 2012-5-24 15:49 编辑

9# Tinnal tinnal 大哥，你的分析值得我重复再重复的看，刚我上传的这个没有意思的程序，看看是不是八级堆栈调用的？我都调用到十级了，还是可以编译通过而且运行的结果也是对的，不知道是不是我理解的硬件堆栈的八级函数调用，理解错误了呢？？？
应该是几级就是支持几个的函数嵌套调用这样的话，是不是我的写法错了？

只看该作者 · 2012-5-24 16:01

void lamp0();
void lamp1();
void lamp2();
void lamp3();
void lamp4();
void lamp5();
void lamp6();
void lamp7();
void lamp8();
void lamp9();

void lamp0()
{
lamp1();
}

void lamp1()
{
lamp2();
}

void lamp2()
{
lamp3();
}

void lamp3()
{
lamp4();
}

void lamp4()
{
lamp5();
}

void lamp5()
{
lamp6();
}

void lamp6()
{
lamp7();
}

void lamp7()
{
lamp8();
}

void lamp8()
{
lamp9();
}

void lamp9()
{
LED0=1;
}

void main()
{
lamp0();
}

这样写，麻烦fangfei036给我试试。

只看该作者 · 2012-5-24 16:04

注意关掉优化，我怕编译器看到这么多空函数，帮我整合了。或者，在每个函数里都写个LED的操作函数。目的是不让编译器对我的代码结构进行优化。

只看该作者 · 2012-5-24 16:14

本帖最后由 fangfei036 于 2012-5-24 16:23 编辑

13# Tinnal
tinnal 兄，还是可以编译通过的，我在每一个函数中加了led的操作，不知道哪里取消优化.
在pic16f676 跟pic16f877a都是可以編譯通過
#include <pic.h>
__CONFIG(XT&WDTDIS&LVPDIS);
#define LED0 RB0
//定义U5A为RB0端口
#define LED1 RB1
//定义U5B为RB1端口
#define LED2 RB2
//定义U5C为RB2端口
#define LED3 RB3
//定义U5A为RB0端口
#define LED4 RB4
//定义U5B为RB1端口
#define LED5 RB5
//定义U5C为RB2端口
#define LED6 RB6
//定义U5A为RB0端口
#define LED7 RB7
//定义U5B为RB1端口
#define LED8 RC7
//定义U5B为RB1端口
#define LED9 RC6
//定义U5B为RB1端口
char a,b,c,d,e,f,g,k,x,y;
void lamp0();
void lamp1();
void lamp2();
void lamp3();
void lamp4();
void lamp5();
void lamp6();
void lamp7();
void lamp8();
void lamp9();

void lamp0()
{
lamp1();

LED0=1;
}

void lamp1()
{
lamp2();

LED1=1;
}

void lamp2()
{
lamp3();

LED2=1;
}

void lamp3()
{
lamp4();

LED3=1;
}

void lamp4()
{
lamp5();

LED4=1;
}

void lamp5()
{
lamp6();

LED5=1;
}

void lamp6()
{
lamp7();

LED6=1;
}

void lamp7()
{
lamp8();

LED7=1;
}

void lamp8()
{
lamp9();

LED8=1;
}

void lamp9()
{
LED9=1;

}

void main()
{
lamp0();

LED0=1;
}

只看该作者 · 2012-5-24 16:22

OK，谢谢，啵一个。哈哈，好了，决定拿PIC16开刀了。接入去就是考虑我恒心的考验了。
对呀，你用的是什么编译器？

只看该作者 · 2012-5-24 16:30

MPLAB IDE V8.10 的，tinnal大哥，你能不能加我扣扣啊，915471080 現在我在這個公司不是搞單片機的，一個人自學很多都不懂一师难求啊

只看该作者 · 2012-5-24 16:31

15# Tinnal
tinnal大哥幽默的很，怎一个谢字了得啊！！

只看该作者 · 2012-5-24 17:06

yewuyi叶大侠那边给我做实验好像出了点问题了，说编译时出了个警告，我不知道程序能不能正确运行。你可以给我看看吗？
贴的地址为：https://bbs.21ic.com/icview-339181-1-1.html

有什么问题可以发在论坛里头，我不在，还有其它人答你麻。如果我长期不回，你可以发站内消息给我，如果还是长时间不回，给我发邮件：tinnal.feng@miartech.com，如果还是长时间不回，那也就是跳槽了，呵呵。