如何使用 MS51 PWM 通过 UART 控制 RGB LED？

要使用MS51微控制器的PWM功能通过UART控制RGB LED，需要结合PWM调光和串口通信技术。以下是分步实现方案：

硬件配置

1. RGB LED连接：
   
   
   
   • 共阴型RGB LED：阴极接地，阳极分别连接MS51的3路PWM引脚（如P0.0、P0.1、P0.2）
   
   
   • 共阳型：阳极接VCC，阴极通过PWM控制（需反相逻辑）
   
   


2. 串口连接：
   
   
   
   • UART接口（如P1.6/RxD, P1.7/TxD）连接PC/USB转串口模块
   
   

代码实现（Keil C示例）

#include "MS51_16K.h"



// PWM配置

#define PWM_PERIOD 255   // PWM周期（0-255）

UINT8 R_duty, G_duty, B_duty;



void Init_UART(void) {

    SCON = 0x50;        // 模式1：8位UART，波特率可变

    TMOD |= 0x20;       // 定时器1模式2（自动重载）

    TH1 = 0xFD;         // 波特率9600@16MHz

    TR1 = 1;            // 启动定时器1

    ES = 1;             // 允许串口中断

    EA = 1;             // 全局中断使能

}



void Init_PWM(void) {

    // 使用Timer0 PWM模式

    TMOD |= 0x01;       // 定时器0模式1（16位）

    TH0 = 0xFF;         // 周期设定

    TL0 = 0x00;

    TR0 = 1;            // 启动定时器0



    // 配置PWM引脚

    P0M1 &= ~0x07;      // P0.0-P0.2设为推挽输出

    P0M2 |= 0x07;

}



void Update_PWM(void) {

    static UINT16 pwm_counter = 0;

    if(pwm_counter++ > PWM_PERIOD) pwm_counter = 0;



    // 更新RGB PWM输出

    P00 = (R_duty > pwm_counter) ? 1 : 0;

    P01 = (G_duty > pwm_counter) ? 1 : 0;

    P02 = (B_duty > pwm_counter) ? 1 : 0;

}



void SerialISR(void) interrupt 4 {

    static UINT8 data[4], index = 0;



    if(RI) {

        RI = 0;         // 清除接收中断标志

        data[index++] = SBUF;



        // 每3字节处理一次（R,G,B）

        if(index >= 3) {

            R_duty = data[0];

            G_duty = data[1];

            B_duty = data[2];

            index = 0;

        }

    }

}



void main(void) {

    Init_UART();

    Init_PWM();



    while(1) {

        Update_PWM();   // 持续更新PWM输出

    }

}

关键步骤说明

1. 
   

   PWM配置：

   
   
   
   
   • 使用Timer0在8位模式下产生PWM信号（频率约2kHz@16MHz）
   
   
   • 每个颜色通道独立控制占空比（0-255级亮度）
   
   
   
   


2. 
   

   UART通信协议：

   
   
   
   
   • 波特率：9600 bps（可根据需求调整）
   
   
   • 数据格式：无校验位、1停止位、8数据位
   
   
   • 指令格式：顺序发送3字节 [红色值][绿色值][蓝色值] (0-255)
   
   
   
   


3. 
   

   LED颜色控制：

   
   
   
   
   • 通过修改全局变量R_duty/G_duty/B_duty改变占空比
   
   
   • Update_PWM()实现软件PWM（或使用硬件PWM模块）
   
   
   
   

测试流程

1. 发送指令（示例）：
   

   # Python测试脚本
   
   import serial
   
   ser = serial.Serial('COM3', 9600)
   
   ser.write(bytes([255, 0, 0]))     # 红色
   
   ser.write(bytes([0, 255, 0]))     # 绿色
   
   ser.write(bytes([0, 0, 255]))     # 蓝色
   
   ser.write(bytes([255, 255, 0]))   # 黄色

注意事项

1. 
   

   电压匹配：

   
   
   
   
   • LED电流通常需20mA，建议使用限流电阻（220Ω串联每个颜色）
   
   
   • 若驱动高功率LED，需加MOSFET驱动电路
   
   
   
   


2. 
   

   改进方向：

   
   
   
   
   • 使用硬件PWM模块（若有）提高精度和效率
   
   
   • 添加校验位提高通信可靠性
   
   
   • 实现HSV色彩空间转换
   
   
   • 设置指令帧头（如"COL"）避免数据错位
   
   
   
   

此方案实现了通过串口指令精确控制RGB LED的色彩混合，适用于装饰照明、状态指示等场景。

#include "MS51_16K.h"



// PWM配置

#define PWM_PERIOD 255   // PWM周期（0-255）

UINT8 R_duty, G_duty, B_duty;



void Init_UART(void) {

    SCON = 0x50;        // 模式1：8位UART，波特率可变

    TMOD |= 0x20;       // 定时器1模式2（自动重载）

    TH1 = 0xFD;         // 波特率9600@16MHz

    TR1 = 1;            // 启动定时器1

    ES = 1;             // 允许串口中断

    EA = 1;             // 全局中断使能

}



void Init_PWM(void) {

    // 使用Timer0 PWM模式

    TMOD |= 0x01;       // 定时器0模式1（16位）

    TH0 = 0xFF;         // 周期设定

    TL0 = 0x00;

    TR0 = 1;            // 启动定时器0



    // 配置PWM引脚

    P0M1 &= ~0x07;      // P0.0-P0.2设为推挽输出

    P0M2 |= 0x07;

}



void Update_PWM(void) {

    static UINT16 pwm_counter = 0;

    if(pwm_counter++ > PWM_PERIOD) pwm_counter = 0;



    // 更新RGB PWM输出

    P00 = (R_duty > pwm_counter) ? 1 : 0;

    P01 = (G_duty > pwm_counter) ? 1 : 0;

    P02 = (B_duty > pwm_counter) ? 1 : 0;

}



void SerialISR(void) interrupt 4 {

    static UINT8 data[4], index = 0;



    if(RI) {

        RI = 0;         // 清除接收中断标志

        data[index++] = SBUF;



        // 每3字节处理一次（R,G,B）

        if(index >= 3) {

            R_duty = data[0];

            G_duty = data[1];

            B_duty = data[2];

            index = 0;

        }

    }

}



void main(void) {

    Init_UART();

    Init_PWM();



    while(1) {

        Update_PWM();   // 持续更新PWM输出

    }

}

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