智能仪器课程设计报告毕业论文

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1、内蒙古科技大学智能仪表综合训练设计说明书题目：基于单片机的PWM输出控制学生姓名：学号：专业：测控技术与仪器班级：2008-2指导教师：左鸿飞智能仪表综合训练设计说明书摘要随着电子技术及微控制器（MCU）的快速发展，自动控制技术在工业领域应用十分广泛。许多设备之间的连接或者控制都是由标准的1~5V的电压信号或者4~20mA的电流信号来完成的。一般设备的D/A转换都是采用集成的数模转换器，这样就增加了成本，所以为了降低成本，利用单片机内部的定时器和软件一起来实现PWM输出，经过简单的变换电路就以实现D/A转换。本次设计，

2、就是基于单片机的PWM输出控制，通过RC硬件电路，采用定时器配合软件的方法实现占空比可调、周期固定的PWM输出控制，大致过程：利用电位器实现占空比的改变，并通过AD转换，将PWM方波的占空比送入LED进行显示。然后，将给定占空比生成的PWM波形被输入到一个低通滤波器，即将输入的数字信号转换为模拟信号，然后去控制LED灯的渐变。关键词：单片机；脉宽调制；A/D转换器；LED显示智能仪表综合训练设计说明书目录第一章脉冲宽度调制概述11.1PWM控制的原理及过程11.1.1PWM控制的基本原理11.1.2PWM的控制过程21

3、.2PWM控制的特点及应用2第二章总体方案设计42.1系统总体的设计思路4第三章硬件设计63.1STC89C52单片机及控制电路63.1.1STC89C52单片机简介63.1.2单片机时钟和复位电路的设计73.2基于单片机PWM输出控制系统的硬件电路的分析与设计93.2.1电源电路的分析与设计93.2.2MAX232芯片与RS232接口电路103.2.3ADC0832与A/D转换电路113.2.4LED显示电路14第四章软件设计174.1程序流程图及程序设计174.1.1主程序设计174.1.2A/D转换程序设计174

4、.1.3PWM控制程序设计18第五章总结19参考文献20附录A：基于单片机的PWM输出控制的硬件原理图21附录B：基于单片机的PWM输出控制的源程序22智能仪表综合训练设计说明书第一章脉冲宽度调制概述脉冲宽度调制（PWM）是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法，其根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置，来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变，这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调

5、制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。　　PWM控制技术以其控制简单,灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术最广泛应用的控制方式,也是人们研究的热点。由于当今科学技术的发展已经没有了学科之间的界限,结合现代控制理论思想或实现无谐振软开关技术将会成为PWM控制技术发展的主要方向之一。1.1PWM控制的原理及过程1.1.1PWM控制的基本原理脉宽PWM法，它是把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM波形，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压，采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。可以通过调整P

6、WM的周期、PWM的占空比而达到控制充电电流的目的。占空比：就是输出的PWM中，高电平保持的时间与该PWM的时钟周期的时间之比。如，一个PWM的频率是1000Hz，那么它的时钟周期就是1ms，就是1000us，如果高电平出现的时间是200us，那么低电平的时间肯定是800us，那么占空比就是200：1000，也就是说PWM的占空比就是1:5。分辨率也就是占空比最小能达到多少，如8位的PWM，理论的分辨率就是1：255(单斜率)，16位的的PWM理论就是1：65535(单斜率)。频率就是这样的，如16位的PWM，它的分辨

7、率达到了1：65535，要达到这个分辨率，T/C就必须从0计数到65535才能达到，如果计数从0计到80之后又从0开始计到80.......，那么它的分辨率最小就是1：80了，但是，它也快了，也就是说PWM的输出频率高了。双斜率/单斜率假设一个PWM从0计数到80，之后又从0计数到80.......  这个就是单斜率。25智能仪表综合训练设计说明书假设一个PWM从0计数到80，之后是从80计数到0.......  这个就是双斜率。可见，双斜率的计数时间多了一倍，所以输出的PWM频率就慢了一半，但是分辨率却是1：(80+

8、80)＝1：160，就是提高了一倍。假设PWM是单斜率，设定最高计数是80，我们再设定一个比较值是10，那么T/C从0计数到10时(这时计数器还是一直往上计数，直到计数到设定值80)，单片机就会根据你的设定，控制某个IO口在这个时候是输出1还是输出0还是端口取反，这样，就是PWM的最基本的原理了。1.1.2PWM的控制过程脉冲宽度