基于单片机步进式pwm信号输出毕业设计

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1、基于单片机步进式PWM信号输出毕业设计目录摘要21引言52基于单片机步进式PWM信号输出62.1PWM算法62.2系统结构82.3涉及元器件简介92.3.1AT89C52介绍92.3.2LCD1602简介112.4仿真工具介绍122.4.1Protues简介122.4.2KeiluVision2简介123硬件电路设计133.1电源133.2复位电路133.3时钟电路143.4按键中断143.5显示电路153.6输出电路163.7SPWM测试电路164软件设计184.1直流斩波PWM软件计算法184.2SPWM软件计算法184.3输出时

2、间控制204.4按键中断204.5LCD1602编程234.6显示设计245系统调试285.1系统的调试285.2系统仿真过程286结论31附录33致谢48451引言模拟信号的值是连续变化的，其时间和幅度都没有限制，可直接用来进行输出控制，但它并不总是非常经济或可行的。其中一点就是，模拟电路容易随时间漂移，因而难以调节。能够解决这个问题的精密模拟电路可能非常庞大、笨重（如老式的家庭立体声设备）和昂贵。模拟电路还有可能严重发热，其功耗相对于工作元件两端电压与电流的乘积成正比。模拟电路还可能对噪声很敏感，任何扰动或噪声都肯定会改变电流值的

3、大小。PWM的一个优点是从处理器到被控系统信号都是数字形式的，无需进行数模转换。让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小。噪声只有强到足以将逻辑1改变为逻辑0或将逻辑0改变为逻辑1时，才才能对数字信号产生影响。随着全控型电力电子器件如可关断晶闸管GTO、大功率晶体管IGBT、场效应功率晶体管PMOSFET等的出现和应用技术的进步,PWM控制技术在电力电子技术行业,如：风力发电、电机调速、直流供电等领域，得到广泛的应用。在通信领域，由于PWM控制有很强的噪声抵抗能力，从模拟信号转向PWM可以极大地延长通信距离。在接收端，通过适当的RC或

4、LC网络可以滤除调制高频方波并将信号还原为模拟形式。在风力发电领域，PWM变换器的控制技术是其核心技术之一。由于PWM可以同时实现变频变压和抑制谐波的特点，由此在交流传动及至其它能量变换系统中得到广泛应用。PWM信号的产生通常有两种方法一种是软件的方法另一种是硬件的方法。硬件调制法模拟电路结构复杂，难以实现精确的控制。软件生成法其实就是用软件来实现调制的方法，其有两种基本算法，即自然采样法和规则采样法。随着电力电子技术，微电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法，如现代控制理论，非线性系统控制思想的应用，PWM控制技术获得了空

5、前的发展.到目前为止，已出现了多种PWM控制技术。脉宽调制（PWM）基本原理：控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形。也就是在输出波形的半个周期中产生多个脉冲，使各脉冲的等值电压为正弦波形，所获得的输出平滑且低次谐波少。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，即可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。在采样控制理论中有一个重要的结论，即冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上，其效果基本相同。冲量既指窄脉冲的面积。这里所说的效果基本相同。是指该环节

6、的输出响应波形基本相同。如把各输出波形用傅里叶变换分析，则它们的低频段特性非常接近，仅在高频段略有差异。根据上面理论我们就可以用不同宽度的矩形波来代替正弦波，通过对矩形波的控制来模拟输出不同频率的正弦波。45在PWM波形中，各脉冲的幅值是相等的，要改变等效输出正弦波的幅值时，只要按同一比例系数改变各脉冲的宽度即可，因此在交－直－交变频器中，整流电路采用不可控的二极管电路即可，PWM逆变电路输出的脉冲电压就是直流侧电压的幅值。根据上述原理，在给出了正弦波频率，幅值和半个周期内的脉冲数后，PWM波形各脉冲的宽度和间隔就可以准确计算出来。按

7、照计算结果控制电路中各开关器件的通断，就可以得到所需要的PWM波形。在四年的学习生涯中，通过对通信的学习和掌握，慢慢的开始由喜欢单片机到研究单片机。加之现在工业控制领域中，对于电动机的使用已经占据着很大的领地，而通过单片机这种既经济又方便的微型处理器的应用，电机的控制更加灵活。而通过单片机控制电机的关键，运用最多的就是PWM控制技术，通过PWM控制技术，可以很方便的控制电机电机速度的运行和调节。又加之学校实验条件的限制，想应用简单的程序设计和现有的设备对PWM控制技术有一个很好的了解和掌握，所以，在毕业设计来临时候，为了对自己负责，我

8、选择了用单片机掌握关于步进式PWM信号输出的知识。本次系统设计分四大块，首先介绍了PWM的算法原理，然后根据所用单片机介绍了STC89C52的一些知识，接着介绍系统设计中所用到的几个软件，接着介绍各个部分的硬件特点和选型