STC89C52输出14Hz~1KHz的PWM，频率可调，占空比1%~99%可调
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* 功能描述: 输出PWM，可调频率范围14Hz~1KHz，占空比1%~99%
* 修改日期: 2021年5月18日
* 硬件说明: 11.0592M
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/*-----------------------包含头文件区域-------------------------*/
#include<reg52.h> //单片机头文件
#include "stdio.h"
#include "string.h"
#include "stdarg.h"
/*-----------------------数据类型定义区域-----------------------*/
typedef unsigned char u8; //定义类型unsigned char别名为u8
typedef unsigned int u16; //定义类型unsigned int别名为u16
typedef unsigned long u32; //定义类型unsigned int别名为u16
/*-----------------------端口/引脚定义区域----------------------*/
sbit LED = P2^7; //定义P2.7引脚名为LED
sbit KEY1 = P3^2; //定义P3.2引脚名为KEY1
sbit KEY2 = P3^3; //定义P3.3引脚名为KEY2
sbit KEY3 = P3^4; //定义P3.4引脚名为KEY3
sbit KEY4 = P3^5; //定义P3.5引脚名为KEY4
/*-----------------------用户自定义数据区域---------------------*/
#define FOSC 11059200L //系统时钟
#define UART_BAUD 9600 //串口波特率
#define TIMER_CLOCK FOSC / 12 //定时器时钟（系统时钟/12T模式）
//定时器值 =（-（定时器时钟/32）/波特率）32是波特率因子，代表移动一位需要多少个时钟脉冲
#define Timer1_value (-(TIMER_CLOCK/32)/UART_BAUD)
#define T1_10us(x) (65536-(((float)TIMER_CLOCK / 100000.0) * x) + 20 ) //定时器值计算，以10us为单位
#define LOG my_printf
bit Timerflag = 0; //重载定时器值标志位
bit TX_busy; //发送忙碌标志
u8 idata Log_buf[100]; //打印最大数量
u16 T0_val;
u16 PWM_Fre;
u16 PWM_High;
u16 PWM_Low;
u16 PWMH_count;
u16 PWML_count;
u8 duty_cycle; //占空比
#define FRE_MAX 7000 //周期最大时间，70ms
#define FRE_MIN 100 //周期最小时间，1ms
#define PWM_MAX 0.99 //最大占空比99%， 因为速度问题，1KHZ左右不能设置占空比大于95%与小于5%
#define PWM_MIN 0.01 //最小占空比1%
#define KEY_STATE_SHORT 0
#define KEY_STATE_LONG 1
#define KEY_STATE_NULL 2
enum key
{
vKEY_NULL = 0,
vKEY1,
vKEY2,
vKEY3,
vKEY4,
};
u16 KEY_Data[3];
/*-----------------------函数声明区域---------------------------*/
void my_printf(char* fmt,...);
void delay(u16 ms);
void Timer0Init(void);
void UART_Init(void);
u8 Get_KeyValue(void);
void Get_KEY_Data(u8 KEY,u16 KEY_buf[]);
void KEY_dispose(void);
void Freq_update(void);
/*-----------------------主函数区域-----------------------------*/
void main()
{
u16 sys_count = 0, count = 0;
u8 key;
LED = 0;
Timer0Init(); //配置定时器
UART_Init(); //配置串口
EA = 1; //打开总中断
LOG("System Init OK\r\n");
//配置PWM周期与占空比
PWM_Fre = 100; //1ms周期，1K
PWM_High = PWM_Fre / 2; //占空比50%
Freq_update(); //更新频率数据
while(1)
{
delay(5); //延时5ms
key = Get_KeyValue(); //获取键值
if(key == vKEY_NULL) //当系统空闲时
{
if(++sys_count >= 1000/5)//1秒串口打印一次系统运行时间
{
sys_count = 0;
if(++count >= 1000)
{
count = 0;
}
LOG("System Run %3dS\r\n", count);
}
}
Get_KEY_Data(key, KEY_Data);//获取按键参数
KEY_dispose();//按键处理程序
}
}
/*-----------------------定时器0中断函数区域--------------------*/
void Timer0()interrupt 1
{
if(Timerflag)
{
LED = 1;
T0_val = PWMH_count;//输出高电平脉冲时间
Timerflag = 0;
}
else
{
LED = 0;
T0_val = PWML_count;//输出低电平脉冲时间
Timerflag = 1;
}
TH0 = T0_val >> 8;
TL0 = T0_val;
}
/*-------------------------串口中断函数区域----------------------*/
void Uart1() interrupt 4
{
if(RI) //接收中断
{
RI = 0; //清标志
}
else //发送中断
{
TI = 0; //清标志
TX_busy=0; //非忙
}
}
/*-------------------------更新频率数据函数-------------------------*/
void Freq_update(void)
{
PWM_Low = PWM_Fre - PWM_High;
PWMH_count = (u16)T1_10us(PWM_High);
PWML_count = (u16)T1_10us(PWM_Low);
duty_cycle = (u8)((float)((float)PWM_High/PWM_Fre)*100);//计算占空比
LOG("Freq: %.1fHZ, cycl: %3dms, ", (float)(1000.0 / (float)(PWM_Fre/100.0)), PWM_Fre/100);
LOG("PWM_High: %.1fms, Duty: %3d%%\r\n", PWM_High/100.0, (u16)duty_cycle);
}
/*-------------------------获取按键值函数-------------------------*/
u8 Get_KeyValue(void)
{
if(!KEY1)
{
return vKEY1;
}
if(!KEY2)
{
return vKEY2;
}
if(!KEY3)
{
return vKEY3;
}
if(!KEY4)
{
return vKEY4;
}
return vKEY_NULL;
}
/********************************************************************************************
按键长短按检测函数
此函数适合1~10ms执行一次
KEY为按键扫描函数得到的键值
KEY_buf[0]为按键值
KEY_buf[1]为按键当前按下时间，单位为ms
KEY_buf[2]为按键按下至松开的时间，单位为ms
********************************************************************************************/
void Get_KEY_Data(u8 KEY,u16 KEY_buf[])
{
#define ScanTime_ms 5 //按键扫描时间(1~10ms)
#define KEY_MaxTime 5000 //按键长按最大时间 5000ms
static u8 KEY_state=1,KEY_value; //初始化进入按键检测状态
static u8 KEY_flag;
KEY_value=KEY;//读取键值
if(KEY_state&&KEY_value != vKEY_NULL)//无键状态有键按下则消抖
{
KEY_buf[2]=0; //按键按下则清0按键松开的时间
KEY_buf[1]+=ScanTime_ms; //计时按键按下时间
if(ScanTime_ms <= 10)
{
if(KEY_buf[1]>(10/ScanTime_ms))//超过按键消抖时间
{
KEY_buf[0]=KEY_value; //获取键值
KEY_flag=KEY_value;
KEY_state=0; //进入有键状态
}
}
else
{
KEY_buf[0]=KEY_value; //获取键值
KEY_flag=KEY_value;
KEY_state=0; //进入有键状态
}
}
else if(!KEY_state)//有键状态
{
KEY_buf[1] += ScanTime_ms; //计时按键按下时间
if(KEY_buf[1] > KEY_MaxTime)//限制按键长按最大时间
{
KEY_buf[1] = KEY_MaxTime;
}
if(KEY_value == vKEY_NULL)//无键则进入读键状态
{
KEY_state = 1; //进入无键状态
KEY_buf[2] = KEY_buf[1]; //获取按键按下至松开的时间
}
}
else if(KEY_state)//无键状态
{
KEY_buf[0] = 0;
KEY_buf[1] = 0;
}
}
/*----------------------按键长短按处理的任务函数-----------------------*/
void KEY_LongShort_Task(u8 flag, u8 key)
{
switch(key)
{
case vKEY1://周期增加1ms
PWM_Fre += 100;
if(PWM_Fre > FRE_MAX)
{
PWM_Fre = FRE_MAX;
}
PWM_High = (u16)((float)PWM_Fre * (duty_cycle / 100.0));
break;
case vKEY2://周期减少1ms
PWM_Fre -= 100;
if(PWM_Fre < FRE_MIN)
{
PWM_Fre = FRE_MIN;
}
PWM_High = (u16)((float)PWM_Fre * (duty_cycle / 100.0));
break;
case vKEY3://占空比增加 1%
PWM_High += PWM_Fre / 100;
if(PWM_High > (float)PWM_Fre * PWM_MAX )//限制最大占空比
{
PWM_High = (float)PWM_Fre * PWM_MAX;
}
break;
case vKEY4://占空比减少 1%
PWM_High -= PWM_Fre / 100;
if(PWM_High < (float)PWM_Fre * PWM_MIN)//限制最小占空比
{
PWM_High = (float)PWM_Fre * PWM_MIN;
}
break;
case vKEY_NULL:
break;
}
if(key != vKEY_NULL) //频率和占空比有变化即计算低脉宽，并串口打印出来
{
Freq_update();
}
}
void KEY_dispose(void)
{
#define ScanTime_ms 5//扫描时间
#define EventTime (200 / ScanTime_ms) //事件间隔时间ms，为扫描时间的倍数
static u8 key;
static u8 i=0; //用于长按时触发的时间间隔
if(KEY_Data[0] != vKEY_NULL)
{
key = KEY_Data[0];
/*按键长按连续触发事件*/
if(KEY_Data[1] > 500)
{
i += ScanTime_ms;
if(i >= EventTime)//事件间隔时间
{
i = 0;
/**********按键长按事件区域***********/
//LOG("K%d长按%d\r\n", (u16)key, KEY_Data[1]/1000);
KEY_LongShort_Task(KEY_STATE_LONG, key);
}
}
}
//按键松开触发事件
if(KEY_Data[2] > 0 && KEY_Data[2] < 500)
{
KEY_Data[0]=0;
KEY_Data[1]=0;
KEY_Data[2]=0;
/**********按键短按事件区域***********/
//LOG("K%d短按\r\n", (u16)key);
KEY_LongShort_Task(KEY_STATE_SHORT, key);
}
else if(KEY_Data[2] >= 500)
{
KEY_LongShort_Task(KEY_STATE_NULL, vKEY_NULL);
}
}
/*----------------------------------------------------------------
函数名称：my_printf()
函数功能：串口打印
函数形参：形参数量无限制
返 回 值：无
----------------------------------------------------------------*/
void my_printf(char* fmt,...)
{
unsigned char i,len;
va_list ap;
va_start(ap,fmt);
len=vsprintf((char*)Log_buf,fmt,ap);
va_end(ap);
for(i=0; i<len; i++) //把缓存内的字符发送出去
{
while(TX_busy)
{
; //等待前面的数据发送完成
}
TX_busy = 1;
SBUF = Log_buf[i]; //发送一个字节
}
memset(Log_buf,0,sizeof(Log_buf)); //清空缓存
}
/*----------------------------------------------------------------
函数名称：delay()
函数功能：延时
函数形参：ms为延时时间，延时范围0~65535
返 回 值：无
----------------------------------------------------------------*/
void delay(u16 ms)
{
u8 i;
while(ms--) //循环延时1ms的次数
{
for(i = 115; i > 0; i--)
{
; //延时1ms
}
}
}
/*----------------------------------------------------------------
函数名称：Timer0_Init()
函数功能：定时器0初始化
函数形参：无
返 回 值：无
----------------------------------------------------------------*/
void Timer0Init(void)
{
TMOD &= 0xF0; //清零T0的控制位
TMOD |= 0x01; //设置定时器模式
T0_val = T1_10us(63);
TH0 = T0_val >> 8;
TL0 = T0_val;
TF0 = 0; //清除TF0标志
TR0 = 1; //定时器0开始计时
ET0 = 1; //使能定时器0中断
}
/*----------------------------------------------------------------
函数名称：UART_Config
函数功能：串口配置
函数形参：无
返 回 值：无
----------------------------------------------------------------*/
void UART_Init(void)
{
SCON = 0x50; //8位数据,可变波特率
TMOD &= 0x0F; //清零T1的控制位
TMOD |= 0x20; //配置T1为模式2
TH1 = Timer1_value; //计算T1重载值
TL1 = TH1;
TR1 = 1; //启动定时器1
ES = 1;
}