AVR 相位修正PWM模式应用

      为节省成本,一般多选用Mega8或Mega16.简单的处理方法是用I/O管脚模拟PWM,但实现灰度调光时候特别实现Fade功能时,容易出现抖动,这是因为人眼对42Hz以下的频率敏感的原因.

    最好的办法是采用PWM方式.

   1:AVR 定时/计数器的PWM
模式可以分成快速PWM和频率（相位）调整PWM 两大类。

快速PWM 可以的到比较高频率的PWM 输出，但占空比的调节精度稍微差一些。此时计数器仅工作在单程
正向计数方式，计数器的上限值决定PWM的频率，而比较匹配寄存器的值决定了占空比的大小。PWM 频率
的计算公式为：
PWM频率 = 系统时钟频率/（分频系数*（1+计数器上限值））

    频率（相位）调整PWM 模式的占空比调节精度高，但输出频率比较低，因为此时计数器仅工作在双向计数
方式。同样计数器的上限值决定了PWM 的频率，比较匹配寄存器的值决定了占空比的大小。PWM 频率的计
算公式为：
PWM频率 = 系统时钟频率/（分频系数*2*计数器上限值））

    在PWM 方式中，计数器的上限值有固定的0xFF（8 位T/C）；0xFF、0x1FF、0x3FF（16 位T/C）。或由用
户设定的0x0000-0xFFFF，设定值在16 位T/C 的ICP 或OCRA 寄存器中。而比较匹配寄存器的值与计数器上
限值之比即为占空比。

2:应用例子

   用PWM 方式来产生一个1KHz 左右的正弦波，幅度为0-Vcc/2。

   程序中使用ATmega128 的8 位T/C0，工作模式为相位调整PWM 模式输出，系统时钟为8MHz，分频系
数为1，其可以产生最高PWM 频率为： 8000000Hz / 510 = 15686Hz。每16 次输出构成一个周期正弦波，正弦
波的频率为980.4Hz。PWM 由OC0（PB4）引脚输出。参考程序如下（ICCAVR）。

//ICC-AVR application builder : 2009-04

// Target : M128
// Crystal: 8.0000Mhz
#include
#include
#pragma data:code //随后的数据存放在Flash区域
// 128 点正弦波样本表
const unsigned char auc_SinParam[128] = {
64,67,70,73,76,79,82,85,88,91,94,96,99,102,104,106,109,111,113,115,117,118,120,121,
123,124,125,126,126,127,127,127,127,127,127,127,126,126,125,124,123,121,120,118,
117,115,113,111,109,106,104,102,99,96,94,91,88,85,82,79,76,73,70,67,64,60,57,54,51,48,
45,42,39,36,33,31,28,25,23,21,18,16,14,12,10,9,7,6,4,3,2,1,1,0,0,0,0,0,0,0,1,1,2,3,4,6,
7,9,10,12,14,16,18,21,23,25,28,31,33,36,39,42,45,48,51,54,57,60};

#pragma data:data//随后数据放在RAM区

unsigned char x_SW = 8,X_LUT = 0;
#pragma interrupt_handler timer0_ovf_isr:17//中断常量表位置

void timer0_ovf_isr(void)
{
X_LUT += x_SW; // 新样点指针//学习此种编程风格
if (X_LUT > 127) X_LUT -= 128; // 样点指针调整
OCR0 = auc_SinParam[X_LUT]; // 取样点指针到比较匹配寄存器
}

void main(void)
{
DDRB |= 0x10; // PB4(OC0)输出
TCCR0 = 0x71; // 相位调整PWM 模式，分频系数=1，正向控制OC0

/*

TCCR0
? Bit 7 – FOC0: 强制输出比较
FOC0仅在WGM指明非PWM模式时才有效。但是，为了保证与未来器件的兼容性，在使
用PWM 时，写TCCR0 要对其清零。对其写1 后，波形发生器将立即进行比较操作。比
较匹配输出引脚 OC0 将按照COM01:0 的设置输出相应的电平。要注意FOC0 仅仅是一
个启动信号，真正对强制输出比较起作用的是COM01:0 的设置。
OCFn
OCRn
TCNTn
OCRn Value
OCRn - 1 OCRn OCRn + 1 OCRn + 2
clkI/O
clkTn
(clkI/O/8)
OCFn
OCRn
TCNTn
(CTC)
TOP
TOP - 1 TOP BOTTOM BOTTOM + 1
clkI/O
clkTn
(clkI/O/8)
Bit 7 6 5 4 3 2 1 0
FOC0 WGM00 COM01 COM00 WGM01 CS02 CS01 CS00 TCCR0
读/ 写W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W
初始值0 0 0 0

Cs2,Cs1,Cs0 =1,预分频系数为1

WGM01 WGM00=1 相位校正PWM模式

*/
TIMSK = 0x01; // T/C0 溢出中断允许
SEI(); // 使能全局中断
while(1)
{……};
}
每次计数器溢出中断的服务中取出一个正弦波的样点值到比较匹配寄存器中，用于调整下一个PWM 的脉
冲宽度，这样在PB4 引脚上输出了按正弦波调制的PWM 方波。当PB4 的输出通过一个低通滤波器后，便得
到一个980.4Hz 的正弦波了。如要得到更精确的1KHz 的正弦波，可使用定时/计数器T/C1，选择工作模式
10，设置ICR1=250 为计数器的上限值