關(guān)于單片機(jī)IO口模擬實(shí)現(xiàn)呼吸燈的疑問

ID:258164 · 發(fā)表于 2018-12-18 11:34

如何利用一個定時器和IO口實(shí)現(xiàn)LED有呼吸的功能呢？因?yàn)槲业膯纹瑱C(jī)資源有限，沒有硬件的PWM，所以想使用定時器來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)占空比，原理我是知道的，但是邏輯感覺還是沒有理清楚。

我看網(wǎng)上很多都是用的延時或者多個定時器，如果我只有一個定時器該怎么實(shí)現(xiàn)呢？我的定時周期多少合適？

ID:111517 · 發(fā)表于 2018-12-18 13:56

如果用一個定時器的話你，你可以用這個定時器來做一個節(jié)拍啊，假設(shè)節(jié)拍是100us，你定時器就設(shè)置為100us，然后再定義一個計(jì)數(shù)器變量放在定時器中斷里面，然后每計(jì)數(shù)到100就重置，這樣的話周期就是10ms，你可以在主函數(shù)里利用這個變量來更改占空比

ID:94031 · 發(fā)表于 2018-12-18 14:21

參考程序：
#include<reg51.h>
void Delay1(int del)
{
      int i,j;
      for(i=0; i<del; i++)
      for(j=0; j<1827; j++)
      ;
}
void Delay(unsigned int t)
{
while(--t);
}
//函數(shù)聲明
unsigned int z,y;
void main (void)//主函數(shù)
{
      unsigned int CYCLE=400,PWM_LOW=0;//定義周期并賦值
      while (1)       //主循環(huán)
      {

/*--------整排LED燈呼吸---------*/

            Delay1(100);                                                                //加延時，可以看到熄滅的過程（下面程序同理）
            for(PWM_LOW=1;PWM_LOW<CYCLE;PWM_LOW++)          //PWM_LOW表示低
                     {
                              P1=0x00;
                              Delay(PWM_LOW);
                              P1=0xff;
                              Delay(CYCLE-PWM_LOW);
                     }
            P1=0xff;
            for(PWM_LOW=CYCLE-1;PWM_LOW>0;PWM_LOW--)       //與逐漸變亮相反的過程
                     {
                                 P1=0x00;                                                       //點(diǎn)亮LED
                                 Delay(PWM_LOW);
                                 P1=0xff;                                                       //熄滅LED
                              Delay(CYCLE-PWM_LOW);                               //主循環(huán)中添加其他需要一直工作的程序，延時長度，600次循環(huán)中從599減至1
                     }

}
}

ID:258164 · 發(fā)表于 2018-12-18 14:55

滄浪發(fā)表于 2018-12-18 13:56
如果用一個定時器的話你，你可以用這個定時器來做一個節(jié)拍啊，假設(shè)節(jié)拍是100us，你定時器就設(shè)置為100us，然 ...

呼吸燈一般要求是3s的周期，也就是說要在3s的時間里實(shí)現(xiàn)漸亮到漸滅再到漸亮的過程。我現(xiàn)在的定時器周期是10ms，那么我怎么利用變量來改變占空比呢，怎么和LED的高低電平配合起來

ID:258164 · 發(fā)表于 2018-12-18 14:55

xuyaqi 發(fā)表于 2018-12-18 14:21
參考程序：
#include
void Delay1(int del)

你這個是延時的辦法，對于我的程序來說效率太低了，如果要使用定時器該怎么做呢？

ID:94031 · 發(fā)表于 2018-12-18 16:50

HelloPan111 發(fā)表于 2018-12-18 14:55
你這個是延時的辦法，對于我的程序來說效率太低了，如果要使用定時器該怎么做呢？

設(shè)定好定時器中斷時間，數(shù)中斷次數(shù)求得延時時間。

ID:155507 · 發(fā)表于 2018-12-18 18:50

參考程序：

/*---------------------------------------------------------------------*/
/* --- STC MCU Limited ------------------------------------------------*/
/* --- STC 1T Series MCU Demo Programme -------------------------------*/
/* 如果要在程序中使用此代碼,請?jiān)诔绦蛑凶⒚魇褂昧薙TC的資料及程序 */
/*---------------------------------------------------------------------*/
/************* 功能說明 **************
使用Timer0模擬16通道PWM驅(qū)動程序。
輸出為 P1.0 ~ P1.7, P2.0 ~ P2.7, 對應(yīng) PWM0 ~ PWM15.
定時器中斷頻率一般不要超過100KHZ, 留足夠的時間給別的程序運(yùn)行.
本例子使用11.0592MHZ時鐘, 25K的中斷頻率, 250級PWM, 周期為10ms.
中斷里處理的時間不超過6us, 占CPU時間大約為15%.
******************************************/
#include <reg52.h>
#define MAIN_Fosc 11059200UL //定義主時鐘
#define Timer0_Rate 25000 //中斷頻率
typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;
typedef unsigned long u32;
sfr AUXR = 0x8E;
sfr P1M1 = 0x91; //PxM1.n,PxM0.n =00--->Standard, 01--->push-pull
sfr P1M0 = 0x92; // =10--->pure input, 11--->open drain
sfr P0M1 = 0x93;
sfr P0M0 = 0x94;
sfr P2M1 = 0x95;
sfr P2M0 = 0x96;
sfr P3M1 = 0xB1;
sfr P3M0 = 0xB2;
sfr P4M1 = 0xB3;
sfr P4M0 = 0xB4;
sfr P5M1 = 0xC9;
sfr P5M0 = 0xCA;
sfr P6M1 = 0xCB;
sfr P6M0 = 0xCC;
sfr P7M1 = 0xE1;
sfr P7M0 = 0xE2;
#define Timer0_Reload (65536UL -(MAIN_Fosc / Timer0_Rate)) //Timer 0 重裝值
//************** PWM8 變量和常量以及IO口定義 ***************
//******************** 8通道8 bit 軟PWM ********************
#define PWM_DUTY_MAX 250 // 0~255 PWM周期, 最大255
#define PWM_ON 1 // 定義占空比的電平, 1 或 0
#define PWM_OFF (!PWM_ON)
#define PWM_ALL_ON (0xff * PWM_ON)
u8 bdata PWM_temp1,PWM_temp2; //影射一個RAM，可位尋址，輸出時同步刷新
sbit P_PWM0 = PWM_temp1^0; // 定義影射RAM每位對應(yīng)的IO
sbit P_PWM1 = PWM_temp1^1;
sbit P_PWM2 = PWM_temp1^2;
sbit P_PWM3 = PWM_temp1^3;
sbit P_PWM4 = PWM_temp1^4;
sbit P_PWM5 = PWM_temp1^5;
sbit P_PWM6 = PWM_temp1^6;
sbit P_PWM7 = PWM_temp1^7;
sbit P_PWM8 = PWM_temp2^0;
sbit P_PWM9 = PWM_temp2^1;
sbit P_PWM10 = PWM_temp2^2;
sbit P_PWM11 = PWM_temp2^3;
sbit P_PWM12 = PWM_temp2^4;
sbit P_PWM13 = PWM_temp2^5;
sbit P_PWM14 = PWM_temp2^6;
sbit P_PWM15 = PWM_temp2^7;
u8 pwm_duty; //周期計(jì)數(shù)值
u8 pwm[16]; //pwm0~pwm15 為0至15路PWM的寬度值
bit B_1ms;
u8 cnt_1ms;
u8 cnt_20ms;
/**********************************************/
void main(void)
{
u8 i;
P0M0 = 0x00;
P0M1 = 0x00;
P1M0 = 0x00;
P1M1 = 0x00;
P2M0 = 0x00;
P2M1 = 0x00;
P3M0 = 0x00;
P3M1 = 0x00;
P4M0 = 0x00;
P4M1 = 0x00;
P5M0 = 0x00;
P5M1 = 0x00;
P6M0 = 0x00;
P6M1 = 0x00;
P7M0 = 0x00;
P7M1 = 0x00;
AUXR |= (1<<7); // Timer0 set as 1T mode
TMOD &= ~(1<<2); // Timer0 set as Timer
TMOD &= ~0x03; // Timer0 set as 16 bits Auto Reload
TH0 = Timer0_Reload / 256; //Timer0 Load
TL0 = Timer0_Reload % 256;
ET0 = 1; //Timer0 Interrupt Enable
PT0 = 1; //高優(yōu)先級
TR0 = 1; //Timer0 Run
EA = 1; //打開總中斷
cnt_1ms = Timer0_Rate / 1000; //1ms計(jì)數(shù)
cnt_20ms = 20;
for(i=0; i<16; i++) pwm[i] = i * 15 + 15; //給PWM一個初值
while(1)
{
if(B_1ms) //1ms到
{
B_1ms = 0;
if(--cnt_20ms == 0) //PWM 20ms改變一階
{
cnt_20ms = 20;
for(i=0; i<16; i++) pwm[i]++;
}
}
}
}
/********************** Timer0 1ms中斷函數(shù) ************************/
void timer0 (void) interrupt 1
{
P1 = PWM_temp1; //影射RAM輸出到實(shí)際的PWM端口
P2 = PWM_temp2;
if(++pwm_duty == PWM_DUTY_MAX) //PWM周期結(jié)束，重新開始新的周期
{
pwm_duty = 0;
PWM_temp1 = PWM_ALL_ON;
PWM_temp2 = PWM_ALL_ON;
}
ACC = pwm_duty;
if(ACC == pwm[0]) P_PWM0 = PWM_OFF; //判斷PWM占空比是否結(jié)束
if(ACC == pwm[1]) P_PWM1 = PWM_OFF;
if(ACC == pwm[2]) P_PWM2 = PWM_OFF;
if(ACC == pwm[3]) P_PWM3 = PWM_OFF;
if(ACC == pwm[4]) P_PWM4 = PWM_OFF;
if(ACC == pwm[5]) P_PWM5 = PWM_OFF;
if(ACC == pwm[6]) P_PWM6 = PWM_OFF;
if(ACC == pwm[7]) P_PWM7 = PWM_OFF;
if(ACC == pwm[8]) P_PWM8 = PWM_OFF;
if(ACC == pwm[9]) P_PWM9 = PWM_OFF;
if(ACC == pwm[10]) P_PWM10 = PWM_OFF;
if(ACC == pwm[11]) P_PWM11 = PWM_OFF;
if(ACC == pwm[12]) P_PWM12 = PWM_OFF;
if(ACC == pwm[13]) P_PWM13 = PWM_OFF;
if(ACC == pwm[14]) P_PWM14 = PWM_OFF;
if(ACC == pwm[15]) P_PWM15 = PWM_OFF;
if(--cnt_1ms == 0)
{
cnt_1ms = Timer0_Rate / 1000;
B_1ms = 1; // 1ms標(biāo)志
}
}

復(fù)制代碼

/*---------------------------------------------------------------------*/
/* --- STC MCU Limited ------------------------------------------------*/
/* --- STC15F4K60S4 系列定時器軟件模擬PWM舉例-------------------------*/
/* --- Mobile: (86)13922805190 ----------------------------------------*/
/* --- Fax: 86-0513-55012956,55012947,55012969 ------------------------*/
/* --- Tel: 86-0513-55012928,55012929,55012966-------------------------*/
/* --- Web: www.STCMCU.com --------------------------------------------*/
/* --- Web: www.GXWMCU.com --------------------------------------------*/
/* 如果要在程序中使用此代碼,請?jiān)诔绦蛑凶⒚魇褂昧薙TC的資料及程序 */
/* 如果要在文章中應(yīng)用此代碼,請?jiān)谖恼轮凶⒚魇褂昧薙TC的資料及程序 */
/*---------------------------------------------------------------------*/
//本示例在Keil開發(fā)環(huán)境下請選擇Intel的8058芯片型號進(jìn)行編譯
//若無特別說明,工作頻率一般為11.0592MHz
#include "reg51.h"
//#define PWM6BIT 64 //6-bit PWM 周期數(shù)
#define PWM8BIT 256 //8-bit PWM 周期數(shù)
//#define PWM10BIT 1024 //10-bit PWM 周期數(shù)
//#define PWM16BIT 65536 //16-bit PWM 周期數(shù)
#define HIGHDUTY 64 //高電平周期數(shù)(占空比64/256=25%)
#define LOWDUTY (PWM8BIT-HIGHDUTY) //低電平周期數(shù)
sfr P0M1 = 0x93;
sfr P0M0 = 0x94;
sfr P1M1 = 0x91;
sfr P1M0 = 0x92;
sfr P2M1 = 0x95;
sfr P2M0 = 0x96;
sfr P3M1 = 0xb1;
sfr P3M0 = 0xb2;
sfr P4M1 = 0xb3;
sfr P4M0 = 0xb4;
sfr P5M1 = 0xC9;
sfr P5M0 = 0xCA;
sfr P6M1 = 0xCB;
sfr P6M0 = 0xCC;
sfr P7M1 = 0xE1;
sfr P7M0 = 0xE2;
sfr AUXR = 0x8e; //輔助寄存器
sfr INT_CLKO = 0x8f; //時鐘輸出控制寄存器
sbit T0CLKO = P3^5; //定時器0的時鐘輸出口
bit flag;
//定時器0中斷服務(wù)程序
void tm0() interrupt 1
{
flag = !flag; //反轉(zhuǎn)PWM的輸出標(biāo)志
if (flag)
{
TL0 = (65536-HIGHDUTY); //準(zhǔn)備高電平的重載值
TH0 = (65536-HIGHDUTY) >> 8;
}
else
{
TL0 = (65536-LOWDUTY); //準(zhǔn)備低電平的重載值
TH0 = (65536-LOWDUTY) >> 8;
}
}
void main()
{
P0M0 = 0x00;
P0M1 = 0x00;
P1M0 = 0x00;
P1M1 = 0x00;
P2M0 = 0x00;
P2M1 = 0x00;
P3M0 = 0x00;
P3M1 = 0x00;
P4M0 = 0x00;
P4M1 = 0x00;
P5M0 = 0x00;
P5M1 = 0x00;
P6M0 = 0x00;
P6M1 = 0x00;
P7M0 = 0x00;
P7M1 = 0x00;
AUXR = 0x80; //定時器0為1T模式
INT_CLKO = 0x01; //使能定時器0的時鐘輸出功能
TMOD &= 0xf0; //設(shè)置定時器0為模式0(16位自動重裝載)
TL0 = (65536-LOWDUTY); //初始化定時器初值和重裝值
TH0 = (65536-LOWDUTY) >> 8;
T0CLKO = 1; //初始化時鐘輸出腳(軟PWM口)
flag = 0; //初始化標(biāo)志位
TR0 = 1; //定時器0開始計(jì)時
ET0 = 1; //使能定時器0中斷
EA = 1;
while (1);
}

復(fù)制代碼

ID:258164 · 發(fā)表于 2018-12-18 20:32

xuyaqi 發(fā)表于 2018-12-18 16:50
設(shè)定好定時器中斷時間，數(shù)中斷次數(shù)求得延時時間。

這樣還是不行啊，我的目標(biāo)是最好在中斷里實(shí)現(xiàn)呼吸燈的效果，如果是在主循環(huán)里的話，對我的程序效率來說太差了。

ID:258164 · 發(fā)表于 2018-12-18 20:34

angmall 發(fā)表于 2018-12-18 18:50
參考程序：

謝謝拉，不過你給的這個程序看著有點(diǎn)亂啊，我看了還是沒有太理解思路是什么

ID:401564 · 發(fā)表于 2018-12-19 22:46

樓上的程序太恐怖了
給你一個算法,自己去寫代碼
模擬PWM的頻率設(shè)定為1KHZ,如果你要PWM的分辨率達(dá)到1%,那你就得把寄存器中斷設(shè)定為10uS一次了,10uS進(jìn)入一次中斷,然后,再在寄存器的中斷中設(shè)定占空比,但我覺得這不太現(xiàn)實(shí),10uS都沒有能執(zhí)行幾條指令,還不如用兩個定時器,C不會,幫不上你
但PWM的頻率設(shè)定為1KHZ是對的,我測試過很多的LED手電,呼吸燈的頻率都是1024uS的
但程序不會很大的,肯定是沒有上面的那么多代碼的,我就是用匯編也不會有那么代碼的,更何況是C呢

ID:258164 · 發(fā)表于 2018-12-20 17:55

Y_G_G 發(fā)表于 2018-12-19 22:46
樓上的程序太恐怖了
給你一個算法,自己去寫代碼
模擬PWM的頻率設(shè)定為1KHZ,如果你要PWM的分辨率達(dá)到1%,那 ...

我其實(shí) 不需要呼吸燈的效果有多好，只要肉眼看到的效果是呼吸的就行。
另外如果用兩個定時器的話，程序邏輯該是怎么樣的呢

ID:401564 · 發(fā)表于 2018-12-20 23:08

完全的算法不好說,大概就是進(jìn)入一個定時器就累加一次變量,再把這個變量當(dāng)成另一個定時器的中斷時間,然后關(guān)閉當(dāng)前定時器,再打開另一個定時器,中斷返回
總的來說就是進(jìn)入中斷就關(guān)閉當(dāng)前定時器,由另一個定時器來打開

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