基于单片机的PWM信号输出系统毕业论文.doc

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1、基于单片机的PWM信号输出系统毕业论文目录1绪论11.1PWM的背景、应用及发展趋势11.2PWM原理11.3本文的主要工作22系统方案设计32.1系统PWM算法32.1.1等面积法32.1.2硬件调制法32.1.3软件生成法32.2系统结构52.3涉及元器件简介52.3.1AT89C52介绍52.3.2LCD1602简介82.4仿真工具介绍92.4.1Protues简介92.4.2KeiluVision2简介113硬件电路设计133.1电源133.2单片机复位电路143.3单片机时钟电路143.4按键中断153.5显示电路163.6输出电路173.7SPWM测试电路174软件设计194.1

2、软件总流程194.2直流斩波PWM软件计算法194.3SPWM软件计算法204.4输出时间控制224.5按键中断234.6LCD1602编程264.7显示设计275系统调试315.1系统的调试315.2系统仿真过程316结论36参考文献37附录38翻译部分50外文原文：50中文译文：56致谢691绪论1.1PWM的背景、应用及发展趋势模拟信号的值可以连续变化，其时间和幅度的分辨率都没有限制，可直接用来进行控制，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

3、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。噪声只有在强到足以将逻辑1改变为逻辑0或将逻辑0改变为逻辑1时，也才能对数字信号产生影响。随着全控式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

4、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

5、空前的发展.到目前为止，已出现了多种PWM控制技术。从PWM确定确定变换器的导通时间方式来看有三类差别显著的PWM用于固定开关频率的调制系统：1）在目标参考波形和高频载波的交点去开关动作的自然采样PWM；2）在规则采样参考波形和高频载波交点处开关动作的规则采样PWM；3）开关动作使得目标参考波形在一个载波周期内的积分面积与开关变换器输出波形的积分面积相等的直接PWM。PWM技术朝着许多方向不断地发展，例如，人们越来越关注电源侧的波形质量问题，PWM技术最近已经应用于有特殊要求的输入侧变换器的控制。此外，半导体开关的开通延迟，损耗等实际影响近来也受到关注，产生了随机PWM、软开关PWM等。1.

6、2PWM原理脉冲宽度调制（PWM）是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有（ON），要么完全无（OFF）。电压或电流源是以一种通（ON）或断（OFF）的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM进行编码。图1SPWMSPWM法是一种比较成熟的，目前使用较广泛的PWM法。前面提到的采样控制理论中的一个重要结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具

7、有惯性的环节上时，其效果基本相同。SPWM法就是以该结论为理论基础，用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆变电路中开关器件的通断，使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等，通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值。1.3本文的主要工作本文的主要工作是设计一个PWM信号输出系统，实现的单极性PWM信号输出。在直流斩波PWM中,要求P