- PWM（脉冲宽度调制）
- ARM7-LPC2148中的PWM引脚
- ARM7-LPC2148中的PWM寄存器
- 所需组件
- 电路图和连接
- 编程用于PWM的ARM7-LPC2148
- 对LPC2148进行PWM和ADC编程的步骤
众所周知，微控制器从模拟传感器获取模拟输入，并使用ADC（模数转换器）处理这些信号。但是，如果微控制器想要产生一个模拟信号来控制诸如伺服电机，直流电机等模拟操作设备怎么办？微控制器不会产生1V，5V的输出电压，而是使用称为PWM的技术来操作模拟设备。PWM的一个示例是笔记本电脑的冷却风扇（DC电动机），它需要根据温度进行速度控制，并且通过在主板上使用脉宽调制（PWM）技术来实现。
在本教程中，我们将使用ARM7-LPC2148微控制器中的PWM控制LED的亮度。
PWM（脉冲宽度调制）
PWM是一种使用数字值控制模拟设备的好方法，例如控制电动机的速度，LED的亮度等。虽然PWM不能提供纯模拟输出，但它会产生不错的模拟脉冲来控制模拟设备。PWM实际上是对矩形脉搏波的宽度进行调制，以便获得所产生波的平均值的变化。
PWM的占空比
PWM信号保持高电平（导通时间）的时间百分比称为占空比。如果信号始终为ON，则占空比为100％；如果信号始终为OFF，则占空比为0％。
占空比=打开时间/（打开时间+关闭时间）
ARM7-LPC2148中的PWM引脚
下图显示了ARM7-LPC2148的PWM输出引脚。共有6个PWM引脚。
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PWM通道 |
LPC2148端口引脚 |
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PWM1 |
P0.0 |
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PWM2 |
P0.7 |
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PWM3 |
P0.1 |
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PWM4 |
P0.8 |
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PWM5 |
P0.21 |
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PWM6 |
P0.9 |
ARM7-LPC2148中的PWM寄存器
在进入我们的项目之前，我们需要了解LPC2148中的PWM寄存器。
这是LPC2148中用于PWM的寄存器列表
1. PWMPR：PWM预分频寄存器
使用：这是一个32位寄存器。它包含PCLK在递增PWM计时器计数器之前必须循环的次数（负1）（它实际上保留了预分频计数器的最大值）。
2. PWMPC： PWM预分频器计数器
使用：它是一个32位寄存器。它包含递增计数器值。当此值等于PR值加1时，PWM定时器计数器（TC）递增。
3. PWMTCR：PWM定时器控制寄存器
使用：它包含计数器使能，计数器复位和PWM使能控制位。它是一个8位寄存器。
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7：4 |
3 |
2 |
1个 |
0 |
|
已预留 |
PWM使能 |
已预留 |
计数器重置 |
启用计数器 |
- PWM使能：（位3）
0-禁止
PWM 1-允许PWM
- 计数器使能：（位-0）
0-禁用计数器
1-启用计数器
- 计数器复位：（位1）
0-不执行任何操作。
1-在PCLK的上升沿复位PWMTC和PWMPC。
4. PWMTC：PWM计时器计数器
使用：这是一个32位寄存器。它包含递增的PWM定时器的当前值。当预分频器计数器（PC）达到预分频器寄存器（PR）值加1时，该计数器将递增。
5. PWMIR： PWM中断寄存器
使用：这是一个16位寄存器。它包含PWM匹配通道0-6的中断标志。当该通道发生中断（MRx中断）时，将设置一个中断标志，其中X是通道号（0至6）。
6. PWMMR0-PWMMR6： PWM匹配寄存器
使用：这是一个32位寄存器。 实际上，匹配通道组允许设置6个单边沿控制或3个双边沿控制PWM输出。您可以修改七个匹配通道，以配置这些PWM输出以适合您在PWMPCR中的要求。
7. PWMMCR：PWM匹配控制寄存器
使用：这是一个32位寄存器。它包含控制所选匹配通道的中断，复位和停止位。PWM匹配寄存器和PWM定时器计数器之间发生匹配。
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31:21 |
20 |
19 |
18岁 |
.. |
5 |
4 |
3 |
2 |
1个 |
0 |
|
已预留 |
PWMMR6S |
PWMMR6R |
PWMMR6I |
.. |
PWMMR1S |
PWMMR1R |
PWMMR11 |
PWMMR0S |
PWMMR0R |
PWMMR01 |
这里x从0到6
- PWMMRxI（位0）
启用或禁用PWM中断
0-禁用PWM匹配中断。
1-启用PWM匹配中断。
- PWMMRxR:(位1）
RESET PWMTC-定时器计数器值只要与PWMRx匹配
0-什么都不做。
1-复位PWMTC。
- PWMMRxS:(位2）
当PWMTC达到匹配寄存器值 时停止PWMTC和PWMPC
0-禁用PWM停止功能。
1-启用PWM停止功能。
8. PWMPCR：PWM控制寄存器
使用：这是一个16位寄存器。它包含使能PWM输出0-6并为每个输出选择单边沿或双边沿控制的位。
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31:15 |
14：9 |
8：7 |
6：2 |
1：0 |
|
没用过 |
PWMENA6-PWMENA1 |
没用过 |
PWMSEL6-PWMSEL2 |
没用过 |
- PWMSELx（x：2至6）
- PWMx的单边模式
- 1- PWMx的双沿模式。
- PWMENAx（x：1至6）
- PWMx禁用。
- 1- PWMx使能。
9. PWMLER： PWM锁存使能寄存器
使用：这是一个8位寄存器。它包含每个匹配通道的Match x Latch位。
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31：7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1个 |
0 |
|
没用过 |
LEN6 |
LEN5 |
LEN4 |
LEN3 |
LEN2 |
LEN1 |
LEN0 |
LENx（x：0到6）：
0-禁止加载新的匹配值
1-当定时器复位时，从（PWMMRx）PWMMatch寄存器加载新的匹配值。
现在开始构建硬件设置，以演示ARM微控制器中的脉冲宽度调制。
所需组件
硬件
- ARM7-LPC2148微控制器
- 3.3V稳压器IC
- 10k电位器
- LED（任何颜色）
- LCD（16x2）显示模块
- 面包板
- 连接线
软件
- Keil uVision5
- Flash魔术工具
电路图和连接
LCD和ARM7-LPC2148之间的连接
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ARM7-LPC2148 |
液晶屏（16x2） |
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P0.4 |
RS（寄存器选择） |
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P0.6 |
E（启用） |
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P0.12 |
D4（数据引脚4） |
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P0.13 |
D5（数据引脚5） |
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P0.14 |
D6（数据引脚6） |
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P0.15 |
D7（数据引脚7） |
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地线 |
VSS，R / W，K |
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+5伏 |
VDD，A |
LED与ARM7-LPC2148之间的连接
LED的ANODE连接到LPC2148的PWM输出（P0.0），而LED的CATHODE引脚连接到LPC2148的GND引脚。
带3.3V稳压器的ARM7-LPC2148和电位计之间的连接
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3.3V稳压器IC |
引脚功能 |
ARM-7 LPC2148引脚 |
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1.左销 |
-来自GND的Ve |
GND引脚 |
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2.中心销 |
稳压+ 3.3V输出 |
至电位计输入和电位计的输出至LPC2148的P0.28 |
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3.右销 |
+ Ve从5V 输入 |
+5伏 |
注意事项
1.这里使用3.3V的稳压器为LPC2148的ADC引脚（P0.28）提供模拟输入值，由于我们使用的是5V电源，因此需要使用3.3V的稳压器来调节电压。
2.电位计用于在（0V至3.3V）之间变化电压，以向LPC2148引脚P0.28提供模拟输入（ADC）
编程用于PWM的ARM7-LPC2148
要编程ARM7-LPC2148，我们需要keil uVision和Flash Magic工具。我们正在使用USB电缆通过微型USB端口对ARM7 Stick进行编程。我们使用Keil编写代码并创建一个十六进制文件，然后使用Flash Magic将HEX文件闪存到ARM7 Stick。要了解有关安装keil uVision和Flash Magic以及如何使用它们的更多信息，请单击链接ARM7 LPC2148微控制器入门并使用Keil uVision对其进行编程。
在本教程中，我们将使用ADC和PWM技术来控制LED的亮度。在这里，通过ADC输入引脚P0.28给LPC2148提供模拟输入（0至3.3V），然后将该模拟输入转换为数字值（0至1023）。然后，由于LPC2148的PWM输出仅具有8位分辨率（2 8），因此该值再次转换为数字值（0-255 ）。LED连接到PWM引脚P0.0，并且可以使用电位计控制LED的亮度。要了解有关ARM7-LPC2148中ADC的更多信息，请单击链接。
对LPC2148进行PWM和ADC编程的步骤
步骤1：第一步是配置PLL以产生时钟，因为它根据程序员的需要设置LPC2148的系统时钟和外设时钟。LPC2148的最大时钟频率为60Mhz。以下几行用于配置PLL时钟生成。
void initilizePLL （void）//使用PLL生成时钟的功能 { PLL0CON = 0x01; PLL0CFG = 0x24; PLL0FEED = 0xAA; PLL0FEED = 0x55; while（！（PLL0STAT&0x00000400））; PLL0CON = 0x03; PLL0FEED = 0xAA; PLL0FEED = 0x55; VPBDIV = 0x01; }
步骤2：-下一步是使用PINSEL寄存器选择LPC2148的PWM引脚和PWM功能。我们将PINSEL0用作LPC2148的PWM输出的P0.0。
PINSEL0 = 0x00000002; //设置引脚P0.0为PWM输出
步骤3：-接下来，我们需要使用PWMTCR（定时器控制寄存器）将定时器复位。
PWMTCR =（1 << 1）; //设置PWM定时器控制寄存器为计数器复位
然后，设置决定PWM分辨率的预分频值。我将其设置为零
PWMPR = 0X00; //设置PWM预分频值
步骤4：-接下来，我们需要设置PWMMCR（PWM匹配控制寄存器），因为它可以设置复位，PWMMR0中断等操作。
PWMMCR =（1 << 0）-（1 << 1）; //设置PWM匹配控制寄存器
步骤5：-使用PWMMR设置PWM通道的最大周期。
PWMMR0 = PWM值; //给出PWM值的最大值
在我们的示例中，最大值为255（用于最大亮度）
步骤6：-接下来，我们需要使用PWMLER将锁存使能设置为相应的匹配寄存器
PWMLER =（1 << 0）; //启用PWM锁存器
（我们使用PWMMR0），因此通过在PWMLER中设置1来启用相应的位
步骤7：-要使能PWM输出到引脚，我们需要使用PWMTCR来使能PWM定时器计数器和PWM模式。
PWMTCR =（1 << 0）-（1 << 3）; //启用PWM和PWM计数器
步骤8：-现在我们需要从ADC引脚P0.28获取用于设置PWM占空比的电位器值。因此，我们在LPC2148中使用ADC模块将电位计的模拟输入（0至3.3V）转换为ADC值（0至1023）。
在这里，我们将其值从0-1023转换为0-255，方法是将其除以4，因为LPC2148的PWM具有8位分辨率（2 8）。
步骤9：-为了选择LPC2148中的ADC引脚P0.28，我们使用
PINSEL1 = 0x01000000; //将P0.28设置为ADC INPUT AD0CR =（（（（14）<< 8）-（1 << 21））; //设置时钟和PDN以进行A / D转换
以下各行捕获模拟输入（0至3.3V）并将其转换为数字值（0至1023）。然后将此数字值除以4，将其转换为（0到255），最后作为PWM输出馈入连接LED的LPC2148的P0.0引脚。
AD0CR-=（1 << 1）; //在ADC寄存器 delaytime（10）中 选择AD0.1通道 AD0CR-=（1 << 24）; //开始A / D转换 while（（AD0DR1&（1 << 31））== 0）; //检查ADC数据寄存器中的DONE位 adcvalue =（AD0DR1 >> 6）&0x3ff; //从ADC数据寄存器的 dutycycle = adcvalue / 4中 获取结果 //获得（0到255）占空比值的公式：PWMMR1 =占空比；//将占空比值设置为PWM匹配寄存器 PWMLER-=（1 << 1）; //启用占空比值的PWM输出
步骤10：-接下来，我们在LCD（16X2）显示模块中显示这些值。所以我们添加以下几行来初始化LCD显示模块
无效LCD_INITILIZE（void）//准备LCD的功能 { IO0DIR = 0x0000FFF0; //设置引脚P0.12，P0.13，P0.14，P0.15，P0.4，P0.6为OUTPUT delaytime（20）; LCD_SEND（0x02）; //以4位工作模式初始化LCD LCD_SEND（0x28）; // 2行（16X2） LCD_SEND（0x0C）; //在光标旁边显示 LCD_SEND（0x06）; //自动递增光标 LCD_SEND（0x01）; //显示清晰的 LCD_SEND（0x80）; //第一行第一位置 }
当我们将4位模式的LCD与LPC2148连接在一起时，我们需要发送值以逐位显示（上半字节和下半字节）。因此，使用以下几行。
void LCD_DISPLAY（char * msg）//打印一一发送的字符的功能 { uint8_t i = 0; while（msg！= 0） { IO0PIN =（（IO0PIN&0xFFFF00FF）-（（（msg&0xF0）<< 8））;; //发送高位半字节 IO0SET = 0x00000050; // RS HIGH&ENABLE HIGH以打印数据 IO0CLR = 0x00000020; // RW LOW写模式 delaytime（2）; IO0CLR = 0x00000040; // EN = 0，RS和RW不变（即RS = 1，RW = 0） delaytime（5）; IO0PIN =（（IO0PIN和0xFFFF00FF）-（（msg&0x0F）<< 12））; //发送低位半字节 IO0SET = 0x00000050; // RS&EN HIGH IO0CLR = 0x00000020; delaytime（2）; IO0CLR = 0x00000040; delaytime（5）; i ++; } }
为了显示这些ADC和PWM值，我们在 int main（） 函数中使用了以下几行。
LCD_SEND（0x80）; sprintf（displayadc，“ adcvalue =％f”，adcvalue）; LCD_DISPLAY（displayadc）; //显示ADC值（0至1023） LCD_SEND（0xC0）; sprintf（ledoutput，“ PWM OP =％。2f”，亮度）； LCD_DISPLAY（LED输出）; //显示占空比值（0到255）
该教程的完整代码和视频描述如下。