本发明涉及一种基于脉宽调制生成高精度电压的方法，属于电子
技术领域：
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背景技术：
：脉宽调制即脉冲宽度调制(pwm)，是通过改变pwm寄存器使得输出的pwm波的占空比发生改变，进而来精确的控制电压的大小。市面上使用的微控制器的pwm输出大多是8位的，等于是将输出电压按照28＝256来划分成递增间隙，按照最高输出为5v电压来计算，5/256＝0.01953125，这样输出的电压的递增间隔约为0.0195v。在实际工程应用中，这样的电压精度往往是不够的，一般需要控制电压的精度在0.01v左右，即以0.01v为递增间隔。这就需要从其他的方面来提高，例如使用d/a转换芯片来精确控制来输出的电压，换用输出pwm精度更高的微控制器等；但是这就使得成本提高了很多，有的也会多占用微控制器的i/o口，所以使用微控制器自身的资源来提高输出pwm控制的电压精度很有必要的。技术实现要素：本发明提供了一种基于脉宽调制生成高精度电压的方法，用于在不添加外部d/a转换芯片来提高输出电压精度的前提下，使用微控制器自身的资源来提高pwm整流后输出电压的精度。本发明的技术方案是：一种基于脉宽调制生成高精度电压的方法，首先在不添加外部d/a转换芯片来提高输出电压精度的前提下，通过要输出的电压vout，预先设置微控制器的pwm寄存器的两个相邻占空比的值n1、n2和微控制器的定时器的定时时间t1、t2，微控制器根据定时时间进入中断控制pwm寄存器值的改变，使得微控制器输出的单路pwm波为两个相邻不同占空比的pwm波按照定时时间呈现周期的变化；然后将输出的呈现周期变化的pwm波经过pwm整流电路整流再接入到其他需要高精度电压控制的模块上。所述预先设置微控制器的pwm寄存器的两个相邻占空比的值n1、n2和微控制器的定时器的定时时间t1、t2的步骤如下：s1、通过要输出的电压vout，计算出要赋值到pwm寄存器两个相邻占空比的值n1、n2，将n1在微控制器初始化时写入到pwm寄存器中；s2、调节定时时间t1、t2的大小，使得两个相邻占空比的值n1、n2的输出电压v1、v2和要输出电压vout之间满足一定的关系，计算出定时时间t1、t2；s3、将定时时间t1、t2设置到微控制器的定时器中。所述控制pwm寄存器值的改变的步骤如下：sa、第一次定时时间t1到，改变pwm寄存器的值为n2；sb、第二次定时时间t2到，改变pwm寄存器的值为n1，将用于定时的标志flag清零，使定时器重新开始定时；sc、重复上述sa、sb步骤，即可输出呈周期变化的pwm波。所述微控制器的型号为：stc12c5a60s2。所述两个相邻占空比的值n1、n2，取值方法为：根据要输出的电压vout计算出n的值计算所得n的值为n2、n+1为n1；其中，l为输出pwm精度，v为微控制器输出的最大电压。所述两个相邻占空比的值n1、n2的输出电压v1、v2具体为：其中，l为输出pwm波的位数，v为微控制器输出的最大电压。所述两个相邻占空比的值n1、n2的输出电压v1、v2和要输出电压vout之间满足一定的关系为：本发明的有益效果是：本发明采用微控制器内部定时直接控制pwm波的输出，进而来提高pwm整流后输出电压的精度，弥补了8位pwm微控制器输出精度不足的缺陷，降低了使用其他d/a转换芯片所带来的成本。附图说明图1为本发明计算n1、n2、t1、t2值的流程图；图2为本发明微处理器输出pwm波的流程图；图3为本发明两个相邻不同占空比的pwm波按照定时时间呈现周期的变化的波形图；图4为本发明pwm整流电路。具体实施方式实施例1：如图1-4所示，一种基于脉宽调制生成高精度电压的方法，所述方法步骤如下：本实施例中设定要输出的电压vout以0.01v为间隔递增：0、0.01、0.02、0.03、…、5，而原来的pwm输出只能以0、0.01953125、0.0390625、0.05859375、…、5来输出；可以看出以0.01为递增间隔，其精度有很大的提升。具体的：现假设要输出的电压为2.57v，按照8位的pwm输出控制精度，并且以公式来计算，将vout＝2.57、l＝8、v＝5带入到上式中，最终计算出来的结果为n＝123，因此有n1为124、n2为123，在两个不同的pwm寄存器值输出结果为：由以上计算结果可知，不管将pwm寄存器的值设置为123还是124，都不能输出完整2.57v，只能输出接近的电压2.578125v。现用本发明中的方法来计算t1、t2的值：将上述求得v1、v2的值代入计算公式中计算；则有2.08t2＝2.92t1；假定t1+t2＝500，则有t1＝208us，t2＝292us(t1+t2＝500只是其中的一个假设结果，为了便于计算，也可假设出其他的便于计算的式子；考虑到pwm滤波电路的截止频率，t1、t2的值不宜设置的过大。)。将定时时间t1、t2设置到微控制器的定时器中。微控制器根据定时时间进入中断控制pwm寄存器值的改变，使得微控制器输出的单路pwm波为两个相邻不同占空比的pwm波按照定时时间呈现周期的变化：sa、第一次定时时间t1到，改变pwm寄存器的值为n2；sb、第二次定时时间t2到，改变pwm寄存器的值为n1，将用于定时的标志flag清零，使定时器重新开始定时；sc、重复上述sa、sb步骤，即可输出呈周期变化的pwm波。将输出的呈现周期变化的pwm波经过pwm整流电路整流，如图4。即可测得整流后的电压为2.57v。再接入到其他需要高精度电压控制的模块上，提高pwm整流后输出电压的精度。本实施例中，通过上述的方法输出的单路两个相邻不同占空比的pwm波按照定时时间呈现周期的变化的pwm波，经过pwm整流后，使得输出的电压可以控制在以0.01为递增间隔进行变化，保证了对高精度电压控制器件的控制。基于本实施例可知，按照本发明方法可使得输出的电压以0.01v，甚至是0.005v为递增间隔来控制输出电压的步进；而原来的以pwm寄存器值直接输出的方法，其步进为0.01953125，递增间隔过大，不利于对需要高精度电压控制器件的控制。例如通过控制变容二极管电压的改变，从而来改变其电容容量。按照本实施例中的以0.01为递增间隔来分别计算出要输出的电压为0、0.01、0.02、0.03、…、5时，n1、n2、t1、t2的值如表1为：表1电压(v)n1n2t1(us)t2(us)0xx∞00.01x2542442560.02254253488120.03254253232268……………2.57125124208292……………4.9821124884.99102562445000∞上表中∞表示总是以该寄存器的值来输出pwm波，不进行定时改变。x表示关闭pwm寄存器的输出，直接以低电压0v输出；以这样的方式来输出主要与微控制器的制作工艺有关，在设置pwm寄存器的值为255时，输出的pwm波并不能完全输出0v的低电平。上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。当前第1页12