32位8051单片机原理及C语言程序设计视频教程-学习打卡

HiM*** · 发表于 6 天前

打卡第三十二集-串口EEPROM芯片数据读写

读写器

默认波特率: 115200,8,N,1.（CDC串口可以实现任意波特率）

代码包里有个《31-硬件SPI访问FLASH-PM25LV040-串口2监控》参考

串口命令设置: (字母不区分大小写)

W 0x001234 1234567890 --> 写入操作  十六进制地址  写入内容.

R  0x001234 10        --> 读出操作  十六进制地址  读出字节数.

24C02芯片

24C02 是一款经典的 EEPROM (电可擦可编程只读存储器) 芯片

它本质上是一个2Kbit (256字节) 的小容量、掉电不丢失的存储器，广泛用于单片机系统中保存少量关键数据。

核心特点：
- 接口简单：采用 I²C 总线通信，仅需 2根线（时钟SCL、数据SDA）就能与单片机连接。
- 存储特性：可单字节或按页（8字节/页）写入，理论擦写寿命高达 100万次，数据可保存 100年。
- 低功耗：工作电压宽（1.8V - 5.5V），待机电流极低（微安级），适合电池供电设备

应用场景

它主要用于需要掉电保存小量配置数据的场合：

参数存储：保存设备的校准系数（如电子秤的零点）、用户设置（音量、亮度）、密码或序列号。
状态记录：在工业控制中记录设备断电前的工作状态，以便重启后恢复。
数据缓冲：在传感器模块中暂存采集的数据，等待主控读取。

HiM*** · 发表于 6 天前

打卡第三十三集-PWM基础

波形表示信号的形状、形式，这个信号可以是波在物理介质上的移动，也可以是其他物理量的抽象表达形式。我们电子行业的波形代指电压在时间基准上的表达形式。

波形和相关术语

1. 幅值

定义：高电平电压与低电平电压的代数差。
单片机特性：
- 在数字逻辑中，通常等于单片机的IO口供电电压（如 VDDVDD 为 3.3V 或 5V）。
- 低电平通常接近 0V（GND）。
- 注意：如果涉及死区或相位差，通常要求两路信号的幅值一致，否则后级驱动电路（如光耦、MOSFET驱动芯片）可能无法正确识别逻辑状态。

2. 正脉宽 / 3. 负脉宽

定义：
- 正脉宽 (t1t1****)：高电平持续的时间。
- 负脉宽 (t2t2****)：低电平持续的时间。
单片机实现：
- 在单片机的定时器中，通常通过比较匹配值（Capture/Compare）来控制电平翻转的时刻。
- 在PWM模式下，一般只设定周期和占空比，硬件自动生成正负脉宽。

4. 周期 / 5. 频率

定义：
- 周期 (TT**)：T=t1+t2T**=t1+t2。
- 频率：f=1/Tf=**1/**T。
单片机实现：
- 频率由定时器的自动重装载值（ARR, Auto-Reload Register） 和预分频器决定。
- 公式示例（以STM32为例）：fPWM=f定时器时钟(PSC+1)×(ARR+1)fPWM=**(**PSC**+**1**)**×**(**A**RR**+**1**)**f**定时器时钟****。

6. 占空比

定义：Duty=t1T×100%Duty**=**T**t**1******×**100%（通常指高电平时间占周期的百分比）。
单片机实现：
- 由比较值（CCR, Capture/Compare Register） 决定。
- 当定时器计数值 <CCR**<**CCR 时，输出高电平（取决于输出极性配置）。
应用场景：
- 模拟电压：通过RC滤波产生DAC（数模转换）效果。
- 电机调速：控制MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）开关时间，改变电机平均电压。
- 舵机控制：通过特定周期（如20ms）下改变占空比（通常0.5ms-2.5ms）来定位角度。

7. 死区

定义：在两路互补方波（如上下桥臂驱动信号）中，两路高电平之间的时间差。具体指：一路关断（变为低电平）到另一路开启（变为高电平）之间的时间间隔。
重要性：
- 防止直通：在电机控制或逆变器中，如果上下桥臂同时导通，电源会直接短路。死区时间就是为了给功率管（IGBT/MOSFET）留出“关断”的缓冲时间。
单片机实现：
- 高端单片机（如STM32/GD32的高级定时器）内置死区发生器。
- 你只需配置主输出通道（OCx）和互补通道（OCxN），并设置死区时间寄存器（如DTG），硬件会自动在电平翻转时插入死区。

8. 相位差

定义：两路（或多路）同频率方波，在时间轴上的偏移量。通常用角度（°）或时间（μs）表示。
单片机实现：
- 中心对齐模式：常用于FOC（磁场定向控制）电机控制，通过调整两路PWM的比较值，使其在三角波计数周期的不同点产生跳变，从而实现相位差。
- 移相控制：在数字电源（LLC谐振变换器）中，通过调整两路PWM的相位来调节能量传输。

总结：单片机中的关联

这些参数在单片机外设（如高级定时器）中是相互耦合的：

基础配置：
- 设定 频率（周期） →→ 设定 ARR 寄存器。
- 设定 占空比 →→ 设定 CCR 寄存器。
- 自动生成 正脉宽 和 负脉宽。
高级配置（电机/电源）：
- 配置死区 →→ 用于互补通道。
- 配置 相位差 →→ 用于多路输出或移相全桥。
幅值：
- 通常由单片机供电决定。如果需要驱动大功率设备（如电机、电磁阀），单片机输出的3.3V/5V幅值信号通常需要通过驱动芯片（如IR2104, DRV系列）进行电平转换和功率放大，才能驱动MOSFET或IGBT（绝缘栅双极型晶体管）。
PWM（Pulse Width Modulation）控制技术就是对脉冲的宽度进行调制的技术，即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效的获得所需要的波形（含形状和幅值）

HiM*** · 发表于 6 天前

打卡第三十四集-单通道PWM输出

HiM*** · 发表于 6 天前

打卡第三十五集-任意频率和占空比的PWM输出

任意频率和占空比的PWM输出

主时钟频率 fSYSclk=22.1184 MHz=22,118,400 Hz**f**SYSclk****=**22.1184**MHz**=**22**,**118**,**400**Hz**
预分频器寄存器 PSCR 与自动重装载寄存器 ARR 均为 16 位，取值范围：0∼655350∼65535
PWM 频率公式：

fPWM=fSYSclk(PSCR+1)×(ARR+1)fPWM=**(**PSCR**+**1**)**×**(**ARR**+**1**)**f**SYSclk******---

计算步骤

计算总计数值

Ntotal=(PSCR+1)×(ARR+1)=fSYSclkfPWMNtotal=**(**PSCR**+**1**)**×**(**ARR**+**1**)**=**f**PWM****f**SYSclk******结果可能不是整数，需在后续步骤中调整取整。

选择 PSCR 与 ARR
- 尽量使 ARR+1ARR+1 在 16 位范围内（≤ 65536）。
- 常用策略：优先取 PSCRPSCR 较小，让 ARR+1ARR+1 尽量大，以提高占空比分辨率；若 ARR+1ARR+1 超出范围，则增大 PSCRPSCR 进行分频。
- 最终 ARR+1ARR+1 应为整数，实际输出频率会有微小误差。
占空比计算

占空比=CCRxARR+1×100%占空比=**ARR**+**1**CCRx****×**100%**其中 CCRx**CCRx** 为比较输出寄存器的值，取值范围 0∼ARR**0**∼**ARR**。

如何使能互补/同相输出？

1.使能ENO寄存器，打开互补输出的通道

2.CCERx寄存器打开比较输出使能

如何设置输出的另一半波形是互补还是同相？

1.CCERx寄存器设置比较输出极性

如何使能互补/同相输出？

1.使能ENO寄存器，打开互补输出的通道

2.CCERx寄存器打开比较输出使能

如何设置输出的另一半波形是互补还是同相？

1.CCERx寄存器设置比较输出极性

单通道的PWM电机正反转调速

1.停止

PWMxP = 低电平

PWMxN = 低电平

2.正转

PWMxP = PWM（（不考虑电机死区电压）高电平时间越长，转的越快）