技能实训 3

可编程单片机实现 PWM波

一、实验目的 二、实验设备 三、实验原理 四、实验步骤 五、实验要求及注意事项 六、问题思考

一、实验目的

1 、熟悉单片机基本使用方法 2 、熟练编写单片机 PWM程序 3 、在微控制器领域里的开始

二、实验设备

PC机一台、双通道示波器一台、 STC89C52单片机下载器一个、光伏逆变原理与检测实验箱一台

三、实验原理 1.1 STC89C52 单片机 单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器。单片机芯片常用英文字母的缩写MCU表示单片机，单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机（最小系统），和计算机相比，单片机缺少了外围设备等。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。它最早是被用在工业控制领域。

由于单片机在工业控制领域的广泛应用，单片机由仅有 CPU的专用处理器芯片发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。

STC89C52 是 STC公司生产的一种低功耗、高性能 CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程 Flash存储器。 STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统 51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash，使得 STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

具有以下标准功能： 8k字节 Flash ， 512字节 RAM ， 32 位 I/O 口线，看门狗定时器，内置 4KB EEPROM ， MAX810复位电路， 3 个 16 位定时器 /计数器， 4 个外部中断，一个 7 向量 4 级中断结构（兼容传统 51的 5 向量 2 级中断结构），全双工串行口。另外 STC89C52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下， CPU 停止工作，允许 RAM、定时器 /计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下， RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率 35MHz ， 6T/12T可选。

1.2 程序编写软件 keil3 及烧写软件 Keil公司是一家业界领先的微控制器（MCU）软件开发工具的独立供应商。 Keil公司由两家私人公司联合运营，分别是德国慕尼黑的Keil Elektronik GmbH和美国德克萨斯的Keil Software Inc 。 Keil公司制造和销售种类广泛的开发工具，包括 ANSI C编译器、宏汇编程序、调试器、连接器、库管理器、固件和实时操作系统核心（ real-time kernel）。有超过 10万名微控制器开发人员在使用这种得到业界认可的解决方案。其 Keil C51编译器自 1988年引入市场以来成为事实上的行业标准，并支持超过 500 种 8051变种。

Keil 3 是 2006 年 1 月 30 日 Keil推出全新的针对各种嵌入式处理器的软件开发工具，集成 Keil μVision3 的 RealView MDK开发环境。 RealView MDK开发工具KeilμVision3源自 Keil公司。 RealView MDK集成了业内领先的技术，包括 Keil μVision3集成开发环境与 RealView编译器。支持 ARM7 、 ARM9和最新的 Cortex-M3核处理器，自动配置启动代码，集成 Flash烧写模块，强大的 Simulation设备模拟，性能分析等功能，与 ARM之前的工具包ADS等相比， RealView编译器的最新版本可将性能改善超过 20%。

1.3 单片机产生 PWM 波 单片机产生 PWM波的方式有好几种，可利

用 Timer0 、 Timer1 、 Timer2 、 IO延时循环输出等。

四、实验步骤

1 、用 keil3 新建工程 首先安装 keil3后将其打开，点击菜单栏的文件新建工程，为目标选择设备，选择Atmel中的 AT89C52 。 AT89C52 与STC89C52结构相同， keil3中没有STC89C52这款单片机，所以选择AT89C52。

再点击菜单栏的文件，新建文件，键入代码后，保存为 .C文件。

再将该 C 文件工程的文件组中，编译文件，直到修改到没有错误为止。点击目标选项，在项目一栏选择 16M晶振、输出点击产生HEX文件。

2 、用 STC-ISP 烧写程序 现将下载器接入电脑的 USB端口，再在电脑上打开设备管理器，查看下载器是端口(COM 和 LPT)中的哪个端口，打开 STC-ISP软件，在MCU选择 STC89C52，打开文件为需要烧写的 HEX文件， COM端选择下载器所处的 COM端，波特率选择9600，点击下载后，给单片机冷启动，即先不上电再上电。上电开关是面板上的 ISP下载端右边的绿色按钮。

3 、观察单片机输出波形 打开电源开关、用示波器观察单片机输出端是否有方波，用示波器两个通道同时测单片机输出是否反相，示波器负端接 117口。

五、实验要求及注意事项 本次实验前需认真预习 51系列单片机知识，才能充分掌握本次试验的原理。

由于硬件关系，程序的 PWM波输出口只能用 P1.4口，才能看到现象。注意：此次实验时只打开试验箱的电源开关，其它开关均都不打开。

六、问题思考

1 、编写一个 PWM占空比每秒增加 1%的程序，从 1%—99%循环变化，并用示波器观察。

2 、 SPWM是什么？