PWM的调速原理与应用—小车调速
pwm调速循迹避障小车的总结与体会
PWM调速循迹避障小车是一种基于单片机控制系统的智能小车，具有很高的实用价值和教学意义。
在实际应用中，PWM调速循迹避障小车可以应用于智能家居、智能物流等领域，为人们的生活和工作带来便利。
在设计和制造PWM调速循迹避障小车的过程中，我们经历了许多挑战和收获了许多成果。
在此，我将共享我对PWM调速循迹避障小车的总结与体会。
一、总结1. PWM调速原理PWM即脉冲宽度调制，是一种用来调节模拟电路的技术。
在PWM 调速循迹避障小车中，我们通过改变电机工作周期内的通电时间来控制电机的转速，从而实现小车的速度调节。
2. 循迹原理循迹是指小车根据预设的路径行驶，通常使用红外线传感器、摄像头等设备来实现。
在PWM调速循迹避障小车中，我们利用红外线传感器来检测小车周围的环境，根据检测结果来调整小车的行驶方向，实现循迹功能。
3. 避障原理避障是指小车在行驶过程中遇到障碍物时，能够及时停车或绕行，避免发生碰撞。
在PWM调速循迹避障小车中，我们通过超声波传感器等设备来检测前方障碍物的距离，根据检测结果来控制小车的行驶，实现避障功能。
4. 控制系统PWM调速循迹避障小车的控制系统由单片机、传感器、驱动电路和执行机构等部分组成。
通过单片机对传感器检测结果的分析和处理，再通过驱动电路和执行机构的协调工作，实现对小车的调速、循迹和避障控制。
二、体会1. 技术挑战在设计和制造PWM调速循迹避障小车的过程中，我们遇到了许多技术挑战，比如传感器的精度和稳定性、控制算法的优化等。
通过不断的尝试和改进，我们最终克服了这些挑战，成功实现了小车的功能。
2. 团队合作制造PWM调速循迹避障小车是一个涉及多个领域知识的复杂任务，需要团队成员之间的合作和协调。
在这个过程中，我们学会了有效的交流和合作，培养了团队精神，提高了解决问题的能力。
3. 实践意义通过制造PWM调速循迹避障小车，我们不仅加深了对相关知识的理解，还锻炼了动手能力和解决实际问题的能力。
两轮智能车pwm电机调速程序
/*晶振：11.0592，输出的PWM直接给L298N以驱动电机，通过调节（percent_l = 90;）等号后的数值，与（Sum 100）的比值，为占空比，如上取90比100则输出PWM波占空比为9/10的高电平，1/10的低电平，低电平时间越长则速度越慢。
要注意的是调节#define Sum 100的值可以调节PWM的总周期，调节#define tim 200的值可以调节定时器的定时周期。
*/#include< reg52.h >#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define MOTOR_C P1 //P1口作为电机的控制口。
#define BACK 0xfa //后退，0b1111 1010#define FORWARD 0xf5 //前进,0b1111 0101#define Sum 100 //总周期，为100倍的定时器时间大约27ms #define tim 200 //初值数200约270ussbit PWM_L = P1^0; //左电机前进sbit PWM_R = P1^2; //右电机前进sbit PWM_HL = P1^1; //左电机后退sbit PWM_HR = P1^3; //右电机后退void timer0_init( void ); //定时器0初始化函数。
void timer1_init( void ); //定时器1初始化函数。
void right( void ); //前进右转弯函数。
void left( void ); //前进左转弯函数。
void forward( void ); //前进函数。
void hright(void); //后退右转函数。
void hleft(void); //后退左转函数。
void back(void); //后退函数。
void stop(void); //停止void Delayms(); //延时1msvoid Delay100ms(unsigned int d); //延时100msuchar percent_l = 0; //（前进）左轮占空比。
pwm调速系统解释 -回复
pwm调速系统解释-回复PWM调速系统解释随着科技的不断进步和工业的快速发展，调速系统在许多领域变得越来越重要。
其中一种常见的调速方式是脉冲宽度调制（PWM）调速系统。
本文将介绍PWM调速系统的原理、应用和优势。
一、脉冲宽度调制（PWM）调速系统的原理在PWM调速系统中，通过改变信号的占空比，控制电源电压的大小，从而改变电机的速度。
具体来说，PWM调速系统在每个周期内发出一系列短暂的高频脉冲信号，每个脉冲信号由高电平和低电平组成。
高电平的持续时间称为脉宽，低电平的持续时间称为间隔。
通过改变脉冲的脉宽来控制电机的速度。
脉冲宽度调制的原理基于能量守恒定律。
在PWM调速系统中，电源电压的大小是不变的，因此根据能量守恒定律，电源输出的能量必须与电机负载吸收的能量相等。
当脉冲的脉宽增加时，电机得到的能量也增加，速度就会提高。
反之亦然，当脉冲的脉宽减小时，电机得到的能量减少，速度就会降低。
二、脉冲宽度调制（PWM）调速系统的应用PWM调速系统在许多领域都有广泛的应用。
以下是几个例子：1. 电动汽车：PWM调速系统用于控制电动汽车的电机，实现高效的能量转换和精确的速度调节，从而提高电动汽车的性能和续航里程。
2. 工业生产：PWM调速系统用于控制各种工业设备中的电机，如风机、泵等，实现精确的速度控制，提高生产效率和工艺质量。
3. 家用电器：PWM调速系统用于控制家用电器中的电机，如洗衣机、空调等，以实现不同的运行模式和节能。
4. 机器人技术：PWM调速系统用于控制机器人的电机，实现精确的运动和操作，提高机器人的灵活性和准确性。
5. 飞机和船舶：PWM调速系统用于控制飞机和船舶的引擎，实现可靠的动力输出和稳定的速度控制，提高交通工具的性能和安全性。
三、脉冲宽度调制（PWM）调速系统的优势与传统的调速方式相比，PWM调速系统具有以下几点优势：1. 高效能：PWM调速系统在能量转换过程中的损失较小，提高了系统的能效。
51单片机智能小车按键调速前进程序源代码、电路原理图和电路器件表
51单片机智能小车按键调速前进程序源代码、电路原理图、电路器件表智能小车PWM调速是通过设置pwmval_left_init的和pwmval_right_init这2个变量的值来实现的，需要通过修改程序代码中这2个变量的值，这2个变量的值设置好后，在程序运行的过程中是不能修改的。
而智能小车的按键调速通过按键达到修改这2个变量的值，从而达到对智能小车调速的目的。
每按下K3按键一次，变量pwmval_left_init和pwmval_right_init减1，智能小车减速。
每按下K4按键一次，变量pwmval_left_init和pwmval_right_init加1，智能小车加速。
具体实现方法见下文的程序源代码。
下文主要提供了智能小车按键调速前进完整程序原代码、电路原理图以及电路器件表。
智能小车核心板原理图STC15W4K56S4智能小车核心板器件（BOM）表实物图060306030603PIN插针PIN2x1406030603直插LQFP7x7-48 STC15W4K56S4智能小车核心板正面STC15W4K56S4智能小车核心板背面智能小车驱动板原理图51单片机（STC15W4K56S4）智能小车驱动板器件（BOM）表实物图直插直插直插直插直插直插直插直插直插直插PIN与PIN之间的间隔2.54mm插电池盒PIN与PIN间隔2.54mm,插电机3PIN插针，针与针间隔2.54mm插舵机红色插针和黑色插针3.3V红色插针、GND黑色插针PIN红色插针和黑色插针5V PIN红色插针和黑色插针VINPIN与PIN之间的间隔2.54mm 插MQ2模块针与针间隔2.54mm插GP2Y1014AU模块针与针间隔2.54mm语音播报实验时，串口4插语音播报模块针与针间隔2.54mmIO扩展用，没有必要不要焊接针与针间隔2.54mm插DHT11模块用4PIN插针，针与针间隔2.54mm用杜邦线连接超声波模块针与针间隔2.54mm插蓝牙模块（要原厂原装的）用8PIN插针，针与针间隔2.54mm杜邦线连接红外循迹避障模块用4PIN插针，针与针间隔2.54mm用杜邦线连接测速模块针与针间隔2.54mm插5V的LCD1602液晶MPU6050不要焊接。
用PWM方法实现电机调速(模板)任务
一、电机调速控制模块：方案一：采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压，从而达到调速的目的。
但是电阻网络只能实现有级调速，而数字电阻的元器件价格比较昂贵。
更主要的问题在于一般电动机的电阻很小，但电流很大；分压不仅会降低效率，而且实现很困难。
方案二：采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过开关的切换对小车的速度进行调整。
这个方案的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应时间慢、机械结构易损坏、寿命较短、可靠性不高。
方案三：采用集成芯片L298N 。
L298N是SGS(通标标准技术服务有限公司>公司的产品，内部包含4通道逻辑驱动电路。
是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机。
其有控制精度高、稳定性好、响应速度快等优点，使用它和PWM技术可控制驱动电流大小以达到电机速度的调整。
兼于方案三调速特性优良、调整平滑、调速范围广、过载能力大，因此本设计采用方案三。
二、电机测速模块方案一：使用霍尔传感器。
霍尔传感器是利用霍尔效应实现磁电转换的一种传感器，它具有灵敏度高，线性度好，稳定性高、体积小和耐高温等特点，在机车控制系统中占有非常重要的地位。
对测速装置的要求是分辨能力强、高精度和尽可能短的检测时间。
其对硬件电路要求也要高。
方案二：使用光电码盘。
光电码盘是由光学玻璃制成，在上面刻有许多同心码道，每个码道上都有按一定规律排列的透光和不透光部分。
工作时，光投射在码盘上，码盘随运动物体一起旋转，透过亮区的光经过狭缝后由光敏元件接受，光敏元件的排列与码道一一对应，对于亮区和暗区的光敏元件输出的信号，前者为“1”，后者为“0”，当码盘旋转在不同位置时，光敏元件输出信号的组合反映出一定规律的数字量，代表了码盘轴的角位移。
但其使用较麻烦，准确度与反应速度不高。
对软件方面要求也高。
方案三：使用光电开关GK105。
光电开关<光电传感器）是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。
PWM的调速原理与应用—小车调速
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17-2. P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用 的 功能模块结构与应用
P89V51RD2的PWM功能应用
利用P89V51RD2的PWM功能，在P1.7口输出占空比为50%的PWM脉冲信 号。程序清单为：
MOV MOV MOV MOV SETB MOV MOV MOV CMOD，#04H; ， TMOD，#02H ， TL0，#20H ， TH0，#20H ， TR0 CCAPM4，#42H ， CCAP4H，#127 ， CCON，#40H ， 阵列的CEX4的PWM功能 ；启用PCA阵列的 启用 阵列的 的 功能 ；设定PWM的占空比 设定 的占空比 ；启动PCA计数器工作 启动 计数器工作 初始化， 作为PCA阵列的计数脉冲来源 ；PCA初始化，选择 作为 初始化 选择T0作为 阵列的计数脉冲来源 ；T0初始化 初始化 ；设定PWM的周期 设定 的周期
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CMOD－PCA计数器方式寄存器 － 计数器方式寄存器
位 符号 D7 CIDL D6 WDTE D5 D4 D3 D2 CPS1 D1 CPS0 D0 ECF
CIDL：计数器空闲控制：CIDL=0时，空闲模式下 ：计数器空闲控制： 计数器继续工作。 时 空闲模式下PCA计数器继续工作。CIDL＝1时， 计数器继续工作 ＝ 时 空闲模式下PCA计数器禁能。 计数器禁能。 空闲模式下 计数器禁能 WDTE：看门狗定时器使能：WDTE=0时，禁止模块 的看门狗定时器功能。WDTE=1 ：看门狗定时器使能： 的看门狗定时器功能。 时 禁止模块4的看门狗定时器功能 时使能看门狗定时器。 时使能看门狗定时器。 CPS1、CPS0 ：PCA计数脉冲选择。 、 计数脉冲选择。 计数脉冲选择
智能小车PWM调速原理
智能小车PWM调速原理电机驱动电路智能小车电机的驱动芯片采用L293D。
L293D是一款单片集成的高电压、高电流、4通道电机驱动，设计用于连接标准DTL或TTL逻辑电平，驱动电感负载（诸如继电线圈、DC和步进电机）和开关功率晶体管等等。
L293D有4个通道，每个电机需要用到两个通道，以实现电机的正反转。
4个电机就需要用到8个通道。
本小车需要2片L293D电机驱动芯片。
为了简化为双桥应用，L293D每个通道对都配备了一个使能输入端。
L293D逻辑电路具有独立的供电输入，可在更低的电压下工作。
L293D具有如下特性：1、L293D每个通道的电流输出能力达600 mA2、L293D每个通道的峰值输出电流达1.2 A（非重复）3、便于使能4、L293D具有过温保护5、逻辑“0”输入电压高达1.5 V（高抗噪性）6、内置箝位二极管智能小车的调速智能小车的部分实验中，电机不能时刻保持在全速运转的状态，需要控制小车速度才能完成一些特定的功能。
比如在“智能小车循迹实验”中，如果小车速度过快，来不及反应做出方向的调整，小车会很容易跑离轨迹。
PWM调速是目前电机的主流调速方式。
智能小车采用脉宽调制（PWM）的办法来控制电机的转速，从而控制智能小车的速度。
在此种情况下，电池电源并非连续地向直流电机供电，而是在一个特定的频率下为直流电机提供电能。
不同占空比的方波信号，调节对直流电机的通断电，能起到对直流电机调速作用。
这是因为电机实际上是一个大电感，它有阻碍输入电流和电压突变的能力，因此脉冲输入信号被平均分配到作用时间上。
这样，改变L293D始能端EN1和EN2上输入方波的占空比就能改变加在电机两端的电压大小，从而改变了直流电机转速。
电路中用微处理机来实现脉宽调制，通常的方法有两种：（1）用软件方式来实现：通过执行软件延时交替改变EN1和EN2输出逻辑状态来产生脉宽调制信号，设置不同的延时时间得到不同的占空比。
（2）用硬件方式实现：硬件自动产生PWM信号，不占用CPU处理的时间。
pwm电机 调速原理
pwm电机调速原理
PWM电机调速原理
PWM（Pulse Width Modulation，脉宽调制）是一种通过改变信号的脉冲宽度来控制电机转速的调速方法。
在PWM调速原理中，控制器向电机输出一段固定频率的方波信号，通过改变方波信号的脉冲宽度来调节占空比，从而达到调速的目的。
具体而言，PWM电机调速原理可以分为以下几个步骤：
1. 设定目标转速：通过设定控制器中的目标转速值，确定电机需要达到的转速。
2. 信号发生器：控制器中的信号发生器会生成一段固定频率的方波信号，频率一般是几十kHz至几百kHz。
3. 脉宽调制：通过调节方波信号的脉冲宽度，即调节方波中高电平的时间长度，来改变方波信号的占空比。
一般来说，脉冲宽度越长，占空比越高，电机转速也就越快。
4. 电机驱动：根据脉宽调制生成的方波信号，控制器会控制电机驱动电路，将相应的电流传递给电机。
5. 反馈控制：为了保持电机转速的稳定，通常会加入反馈控制系统。
通过测量电机转速并与设定的目标转速进行比较，控制器可以对脉宽调制的占空比进行自动调整，以使电机转速保持在设定范围内。
通过不断调整脉宽调制的占空比，控制器可以实现对电机转速的精确调节。
PWM调速原理广泛应用于许多领域，如机械传动、风扇调速、电动车辆等。
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17-2. P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用 的 功能模块结构与应用
P89V51RD2的PWM功能应用
利用P89V51RD2的PWM功能，在P1.7口输出占空比为50%的PWM脉冲信 号。程序清单为：
MOV MOV MOV MOV SETB MOV MOV MOV CMOD，#04H; ， TMOD，#02H ， TL0，#20H ， TH0，#20H ， TR0 CCAPM4，#42H ， CCAP4H，#127 ， CCON，#40H ， 阵列的CEX4的PWM功能 ；启用PCA阵列的 启用 阵列的 的 功能 ；设定PWM的占空比 设定 的占空比 ；启动PCA计数器工作 启动 计数器工作 初始化， 作为PCA阵列的计数脉冲来源 ；PCA初始化，选择 作为 初始化 选择T0作为 阵列的计数脉冲来源 ；T0初始化 初始化 ；设定PWM的周期 设定 的周期
17-2. P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用 的 功能模块结构与应用
P89V51RD2的PCA模块结构（共有5个模组CEX0-CEX4）
PCA的时钟基准 的时钟基准 PCA的5路模块 的 路模块
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17-1. PWM调速基本原理 调速基本原理
PWM脉冲驱动电路
PWM脉冲的占空 脉冲的占空 决定电机M1 比，决定电机 直流电机的速度控制中，需要对控制信号进行功率驱动或电气隔离， 的转速。 的转速。 以下为典型应用电路（负载为直流电机M1）。
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17-2. P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用 的 功能模块结构与应用
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17-1. PWM调速基本原理 调速基本原理
PWM信号输入 信号输入
光电隔离处理
功率驱动级
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负载电源
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17-2. P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用 的 功能模块结构与应用
四川工程职业技术学院
单片机应用技术课程电子教案
第 17 讲
PWM的调速原理与应用 小车调速 的调速原理与应用—小车调速 的调速原理与应用
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本讲主要内容： 本讲主要内容：
17-1. PWM调速基本原理 17-2. P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用 17-3. 智能小车电机调速案例分析 17-4. 课后思考和实验准备
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17-2. P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用 的 功能模块结构与应用
CCAPMn－PCA模块比较 捕获寄存器（n=1、2、3、4、5） － 模块比较/捕获寄存器 模块比较 捕获寄存器（ 、 、 、 、 ）
位 符号 D7 D6 ECOMn D5 CAPPn D4 CAPNn D3 MATn D2 TOGn D1 PWMn D0 ECCFn
ECOMn 使能比较器。ECOMn＝1时使能比较器功能。 使能比较器。 时使能比较器功能。 ＝ 时使能比较器功能 CAPPn CAPNn MATn TOGn PWMn ECCFn 正捕获。 时使能上升沿捕获。 正捕获。CAPPn＝1时使能上升沿捕获。 ＝ 时使能上升沿捕获 负捕获。 时使能下降沿捕获。 负捕获。CAPNn＝1时使能下降沿捕获。 ＝ 时使能下降沿捕获 匹配。 计数值与模块的比较/捕获寄存器的值的匹配将 匹配。当MATn＝1时，PCA计数值与模块的比较 捕获寄存器的值的匹配将 ＝ 时 计数值与模块的比较 翻转。 计数值与模块的比较/捕获寄存器的值的匹配将 翻转。当TOGn＝1时，PCA计数值与模块的比较 捕获寄存器的值的匹配将 ＝ 时 计数值与模块的比较 脉宽调节模式。 脚用作脉宽调节输出。 脉宽调节模式。当PWMn＝1时，使能 ＝ 时 使能CEXn脚用作脉宽调节输出。 脚用作脉宽调节输出 使能CCF中断。使能寄存器CCON的比较 捕获标志 中断。使能寄存器 的比较/捕获标志 使能 中断 的比较 捕获标志CCFn，产生中断。 ，产生中断。
CCON－PCON计数器控制寄存器 － 计数器控制寄存器
位 符号 D7 CF D6 CR D5 D4 CCF4 D3 CCF3 D2 CCF2 D1 CCF1 D0 CCF0
CF：PCA计数器溢出标志。计数值翻转时该位由硬件置位。如果 ： 计数器溢出标志。 计数器溢出标志 计数值翻转时该位由硬件置位。如果CMOD寄存器的 寄存器的 ECF位置位，CF标志可用来产生中断。CF位可通过硬件或软件置位，但只可通过软 位置位， 标志可用来产生中断 标志可用来产生中断。 位可通过硬件或软件置位 位可通过硬件或软件置位， 位置位 件清零。 件清零。 CR：PCA计数器运行控制位。该位通过软件置位，用来起动 ： 计数器运行控制位。 计数器计数。 计数器运行控制位 该位通过软件置位，用来起动PCA计数器计数。该位 计数器计数 通过软件清零，用来关闭 计数器。 通过软件清零，用来关闭PCA计数器。 计数器 CCF0~CCF4：PCA模块 ： 模块0~4中断标志。当出现匹配或捕获时该位由硬件置位。该位必 中断标志。 模块 中断标志 当出现匹配或捕获时该位由硬件置位。 须通过软件清零。 须通过软件清零。
PWM
高电平“ 高电平“1”
UP
低电平“ 低电平“0”
t T
T内平均电压
t/T:为PWM脉冲的 为 脉冲的 占空比， 占空比，决定平均 电压的大小！ 电压的大小！
脉冲电压幅度
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17-2. P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用 的 功能模块结构与应用
P89V51RD2的几个重要寄存器
CMOD－PCA计数器方式寄存器 － 计数器方式寄存器 CCON－PCON计数器控制寄存器 － 计数器控制寄存器 CCAPMn－PCA模块比较 捕获寄存器（n=1、2、3、4、5） － 模块比较/捕获寄存器 模块比较 捕获寄存器（ 、 、 、 、 ）
“0”占空比为： 占空比为： 占空比为 CCAPnH/256
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T0运行、PWM使能、设定 运行、 使能、 运行 使能 设定PWM的占空比 的占空比
启动PCA计数器，输出PWM脉冲 计数器，输出 启动 计数器 脉冲
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17-2. P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用 的 功能模块结构与应用
PCA模块应用于PWM时的内部结构
占空比设定单元 PWM输出控制 输出控制
PWM比较 比较SFR 比较
PCA自加计数器 自加计数器 PWM信号输出 信号输出
5路模块 端口 路模块I/O端口 路模块
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17-2. P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用 的 功能模块结构与应用
P89V51RD2的PCA模块功能
捕获模式
软件定时
PCA 8位PWM 看门狗
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17-2. P89V51RD2的PWM功能模块结构与应用 的 功能模块结构与应用
P89V51RD2的PWM功能应用流程
CMOD初始化 初始化 PCA时钟源选择 时钟源选择 T0工作方式设定 工作方式设定 使用工作方式2 使用工作方式
00：fosc/6 ： 01：fosc/12 ： 10：定时器0溢出 ：定时器 溢出 11：ECI/P1.2脚的外部时钟 ： 脚的外部时钟
ECF：PCA使能计数溢出中断：ECF=1时，使能寄存器 ： 使能计数溢出中断： 位的中断。 使能计数溢出中断 时 使能寄存器CCON CF位的中断。ECF=0时， 位的中断 时 禁止该功N能 禁止该功 能。
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置位CCON寄存器的中断标志位 寄存器的中断标志位CCFn。 置位 寄存器的中断标志位 。 脚翻转。 使CEXn脚翻转。 脚翻转
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PWM使能控制位 使能控制位
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CMOD－PCA计数器方式寄存器 － 计数器方式寄存器
位 符号 D7 CIDL D6 WDTE D5 D4 D3 D2 CPS1 D1 CPS0 D0 ECF