在单片机上实现流水灯很简单，只需要几条指令就可以完成，大部分学生都可以完成任务。于是在第二课堂中就此提出了一个新的问题：能不能实现一个亮度渐变的、按规律移动的超酷流水灯？学生都觉得并不是很容易实现，反映的主要问题是IO口只能写开关量（只能写1或者写0），也就是说只能控制LED灯的亮和灭，却不能控制LED灯的亮度，IO口的两值性不能表示出亮度变化的渐变过程。可是在单片机中还有一种PWM技术可用01方式虚拟表示出一个模拟量，通过这个模拟量可控制LED灯实现渐变的过程。本文介绍如何让单片机通过使用PWM技术来实现超酷流水灯的设计方法。
　　
　　一、什么叫PWM技术
　　
　　PWM是脉冲宽度调制的简称。PWM波是一个连续的方波，在一个周期中，其高电平和低电平的占空比是不同的。一个典型PWM的波形如图1所示。
　　
　　在图1中，T是PWM波的周期，T1是高电平的宽度，Vcc是高电平值。可以得到其输出的平均电压为：
　　
　　式中，T1/T称为PWM波的占空比。控制调节和改变T1的宽度，即改变PWM的占空比，就可以得到不同的平均电压。我们在实际应用中，常可以利用PWM波的输出，实现调节输出电压的功能。
　　
　　二、如何在单片机上实现PWM
　　
　　如何周期性地控制输出脉冲？有两种方案：第一种方案是在主程序通过延时控制再输出；第二种方案是通过单片机的计时器中断延时驱动输出。第一种方案占用CPU运行时间；第二种方案计时器可以在后台独立运行，在等待过程中计时器不占用CPU运行时间。
　　单片机时钟中断生成PWM时系统有两个状态，状态A输出高电平，状态B输出低电平，状态A和状态B的时间宽度总和不变，为一常数TW，状态A的时间T1和状态B的时间T2分别与需要输出的平均电压相关。
　　在单片机实际软件设计上具体的做法是:在定时器中设定下次中断的延时时间，中断发生后，来到状态A，IO脚输出高电平，根据要输出的电压，设定下次中断来的延时时间为T1，T1时间到，新中断发生后，来到状态B,设定IO脚输出低电平，再设定下次中断来的延时时间为T2 (T2=TW-T1),下次中断发生后，来到状态A。周而复始，形成PWM达到调整输出电压的目的。由于输出电压可以变化，外部所接的LED就可以达到渐变的发光效果，流程如图2所示。
　　
　　图3是一个输出平均电压逐渐变大的例子，TW为常数，T1增大，T2变小，从而达到占空比的变化。
　　
　　三、PWM时间常数的选择
　　
　　在硬件上51单片机的CPU主频时钟为22.1184MHZ，由于要求在1秒钟内LED的亮度发生250种变化呈现渐亮效果，所以每次变化时间TW定义为1s/250=4ms，使用51定时器1方式，延时4MS的初始值为0xe333。变化的时间长度为4ms/255，在定时器中的4ms/255的调整时间常数为0x001d。
　　
　　四、如何实现状态保存
　　
　　局部变量在函数执行完毕退出时消失，定时器中断过程中定时状态不断地在状态A和状态B中转换，保存状态的方式是使用静态变量的方式，通过静态变量达到变量保存的状态值不随函数退出而丢失的效果。
　　
　　五、如何实现流水效果
　　
　　把流水灯的花样通过一个数组来保存（数组名game），这样的好处是修改流水的花样可以通过修改数组元素来达到。因为在1秒钟内，完成其中一个元素渐亮过程，状态发生了2*250即500种变化，通过对状态变化次数进行计数，状态变化次数到500次时把控制对象转化成为下一个数组元素。
　　
　　六、程序代码（提供时钟中断程序代码片段）
　　
　　#define TIMER_BEGIN0xe333;//4ms
　　const int inc_timer_count=0x001d;
　　unsigned char code game[16]= {0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80,0x18,0x24,0x42,0x81,0x03,0x0c,0x30,0xc0};
　　volatile unsigned int pre_time_set=0;
　　void modi_timer0()interrupt 1 using 1//定时器T0中断
　　{ static bit c_state=0;//当前状态
　　static unsigned int proc_count=0;//处理次数
　　static unsigned int timer0_high=0;
　　static unsigned int timer0_low=0;
　　static unsigned char cur_proc_led=0;
　　TR0=0;
　　if (!proc_count)
　　{
　　timer0_high=TIMER_BEGIN;
　　 timer0_low=0x0ffff;
　　}
　　if (c_state)//输出低电平，状态为B
　　{
　　 timer0_high=timer0_high inc_timer_count;//调整延时时间
　　 TH0=(timer0_high )>>8;
　　 TL0=(timer0_high)