【STC单片机】通过ADC外部输入调节PWM占空比输出并串口打印当前脉冲值

相关篇《【STC15系列】P1.3做ADC-使用内部基准计算外部电压并串口打印》
《【STC单片机】3路PWM波形输出并串口打印当前脉冲值》

本示例演示基于STC15W408AS单片机，采用自制开发板，使用的是外部晶振16MHz。

《【开源分享】自制STC15W408AS开发板》

这篇文章涉及了综合知识的运用。写这一篇文章的初衷是昨天睡觉前的想法，做一个外部可控可调的PWM输出的功能。今天将其程序整理出来并且验证了这一点。

注意：ADC输入引脚不能浮空，不然PWM输出将会是跳动的脉动输出。占空比将是一个随机的状态形式输出。

功能实现内容：占空比可调，但是频率是固定的2.6666KHz的。如需调整频率，需要修改想要的宏定义的参数。

f=MAIN_Fosc /PWM_DUTY

/**PWM.h文件**/
#define     PWM_DUTY        6000        //定义PWM的周期，数值为PCA所选择的时钟脉冲个数。
#define     PWM_HIGH_MIN    80          //限制PWM输出的最小占空比, 避免中断里重装参数时间不够。
#define     PWM_HIGH_MAX    (PWM_DUTY - PWM_HIGH_MIN)       //限制PWM输出的最大占空比。

设置 2KHz的频率

//频率f=MAIN_Fosc /PWM_DUTY
#define     PWM_DUTY        8000        //定义PWM的周期，数值为PCA所选择的时钟脉冲个数。
#define     PWM_HIGH_MIN    80          //限制PWM输出的最小占空比, 避免中断里重装参数时间不够。
#define     PWM_HIGH_MAX    (PWM_DUTY - PWM_HIGH_MIN)       //限制PWM输出的最大占空比。

调节定位器时，串口监视器数据动态输出
代码完善后，调试完成的输出，串口只是为了方便调试和观察，程序测试OK后，可以去掉串口功能的部分。

采用的是10K定位器接到到P1.3引脚上，作为外部模拟量输入

接线图
ADC的基准电压源采用P1.1口

P1ASF = 0;
Get_ADC10bitResult(1);  //改变P1ASF后先读一次并丢弃结果, 让内部的采样电容的电压等于输入值.
Bandgap = Get_ADC10bitResult(1);   //读P1.1的电压为基准ADC, P1ASF=0, 0通道的电压值

PWM输出通道

采用的是PCA0，也可以切换到PCA1,或者PCA2，

选择任意其中一组即可。

     if(pwm0 >= PWM_HIGH_MAX)    pwm0 = PWM_HIGH_MIN;PWMn_Update(PCA0,pwm0);if(pwm1 >= PWM_HIGH_MAX)    pwm1 = PWM_HIGH_MIN;PWMn_Update(PCA1,pwm1);if(pwm2 >= PWM_HIGH_MAX)    pwm2 = PWM_HIGH_MIN;PWMn_Update(PCA2,pwm2);

PWM输出引脚

PCA0----P25
PCA1----P26
PCA2----P27

示波器采集的数据波形

最大占空比时的波形
最小占空比

ADC模拟量数据转换

该函数数据类型必须满足被处理的数据，在这个函数实现上掉坑里了，刚开始认为定义一个无符号整型类型来存放就够了，转换出来的值完全不是预期值。

该函数实现了，将ADC采集的模拟量的值范围0~1023，转换为80 ~ 5920对应值。

/********************** 模拟量映射函数 ************************/
long map( long x,  long in_min,  long in_max,  long out_min,  long out_max)
{return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min;
}

说明一点的是：STC15W408AS只有2个定时器，全部用完了。定时器0用于ADC采集，定时器2用于串口波特率发生器。STC15W408AS是没有定时器1的。
ADC采集有2个方案

方式一是直接采用读值，另一种是采集16次去平均值。通过宏定义选择其一即可。

 #define Cal_MODE    0    //每次测量只读1次ADC. 分辨率0.01V#define Cal_MODE    1   //每次测量连续读16次ADC 再平均计算. 分辨率0.01V

主程序代码


/*************  功能说明    **************双串口全双工中断方式收发通讯程序。
注意：
通过PC向MCU发送数据, MCU收到后通过串口把收到的数据原样返回.******************************************/
#include    "config.h"
#include "stdio.h"
#include "USART.h"
#include "PWM.h"
#include "ADC.h"#define   Cal_MODE    0    //每次测量只读1次ADC. 分辨率0.01V
//  #define Cal_MODE    1   //每次测量连续读16次ADC 再平均计算. 分辨率0.01V
//typedef   unsigned char   u8;
//typedef   unsigned int    u16;
//typedef   unsigned long   u32;volatile bit    B_4ms;          //1ms标志volatile u16 msecond;        //计时
u16 Bandgap;    //void  delay_ms(unsigned int ms)
{unsigned int i;do{i = MAIN_Fosc / 13000;while(--i)    ;   //14T per loop}while(--ms);
}
/********************** 模拟量映射函数 ************************/
long map( long x,  long in_min,  long in_max,  long out_min,  long out_max)
{return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min;
}//========================================================================
// 函数: void main(void)
// 描述: 主函数。
// 参数: none.
// 返回: none.
// 版本: VER1.0
// 日期: 2014-11-28
// 备注:
//========================================================================
void main(void)
{u8 i;int   Duty ;int   j;PCA_Init();   //PCA初始化
//  P0M1 = 0;  P0M0 = 0;  //设置为准双向口
//  P1M1 = 0;  P1M0 = 0;  //设置为准双向口P1M1 = 0x00; P1M0 = 0x00; P1M1 |= (1<<3);     // 把ADC口设置为高阻输入P1M0 &= ~(1<<3);P1ASF = (1<<3);        //P1.3做ADCADC_CONTR = 0xE0;    //90T, ADC power on
//  P2M1 = 0;  P2M0 = 0;  //设置为准双向口P2M1 &= ~(0xe0);  //P2.7 P2.6 P2.5 设置为推挽输出P2M0 |=  (0xe0);P3M1 = 0; P3M0 = 0;  //设置为准双向口
//  P4M1 = 0;  P4M0 = 0;  //设置为准双向口
//  P5M1 = 0;  P5M0 = 0;  //设置为准双向口
//  P6M1 = 0;  P6M0 = 0;  //设置为准双向口
//  P7M1 = 0;  P7M0 = 0;  //设置为准双向口// S1_USE_P30P31();Timer0Init();//定时器0初始化InitSerialPort();         //初始化串口,波特率9600，8bit数据位，1停止位，无校验EA = 1;   //允许总中断//   PrintString1("STC15F2K60S2 UART1 Test Prgramme!\r\n");    //SUART1发送一个字符串while (1){// delay_ms(500);  P10 = !P10;if(pwm0 >= PWM_HIGH_MAX)  pwm0 = PWM_HIGH_MAX;//       if(pwm1 >= PWM_HIGH_MAX)    pwm1 = PWM_HIGH_MAX;
//      PWMn_Update(PCA1,pwm1);//       if(pwm2 >= PWM_HIGH_MAX)    pwm2 = PWM_HIGH_MAX;
//      PWMn_Update(PCA2,pwm2);if(B_4ms)    //5ms到达标志位{B_4ms = 0;if(++msecond >= 250)    //计数到达1S{msecond = 0;#if (Cal_MODE == 0)//=================== 只读1次ADC, 10bit ADC. 分辨率0.01V ===============================P1ASF = 0;Get_ADC10bitResult(1);    //改变P1ASF后先读一次并丢弃结果, 让内部的采样电容的电压等于输入值.Bandgap = Get_ADC10bitResult(1); //读P1.1的电压为基准ADC, P1ASF=0, 0通道的电压值P1ASF = 1<<3;j = Get_ADC10bitResult(3);  //读外部电压ADC//    j = (u16)((u32)j * 507 / Bandgap); //计算外部电压, Bandgap为5.07V, 测电压分辨率0.01Vprintf("\t ADC =%d \t\n",j); pwm0 = (u16)map(j, 0, 1023,80, 5920);//将映射的值赋值给pwm0printf("\t pwm0 =%u \t\n",pwm0 );#endif//==========================================================================//===== 连续读16次ADC 再平均计算. 分辨率0.01V =========#if (Cal_MODE == 1)P1ASF = 0;Get_ADC10bitResult(1); //改变P1ASF后先读一次并丢弃结果, 让内部的采样电容的电压等于输入值.for(j=0, i=0; i<16; i++){j += Get_ADC10bitResult(1); //读P11内部基准ADC, P1ASF=0, 读1通道}Bandgap = j >> 4;  //16次平均P1ASF = (1<<3);       //P1.3做ADCfor(j=0, i=0; i<16; i++){j += Get_ADC10bitResult(3); //读外部电压ADC}j = j >> 4;   //16次平均pwm0= (u16)map(j, 0, 1023, 80, 5920);//将映射的值赋值给pwm0//pwm0 = j;printf("\t pwm0 =%d \t\n",j); //j = (u16)((u32)j * 507 / Bandgap);   //计算外部电压, Bandgap为5.07V, 测电压分辨率0.01V#endif      //==========================================================================//Duty=map(pwm0, 80, 5920, 0, 100);//将pwm0转换为占空比串口输出PWMn_Update(PCA0,pwm0);//PCA0--P25,PCA2--P26//   printf("占空比:%u \r\n",Duty);}}//   printf("pwm0:%u \t pwm1:%u \t pwm2:%u\r\n",pwm0,pwm1,pwm2);   //SUART1发送一个字符串}
}/********************** Timer0 1ms中断函数 ************************/
void timer0 (void) interrupt 1
{B_4ms = 1;        //1ms标志
}

程序架构

程序源码

链接：https://pan.baidu.com/s/1pTDkLEafN-MFihnq4l1fNQ
提取码：xonl

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