电信0502班王锦鹏毕业答辩发言

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1、多功能PWM信号发生器系统设计SystematicDesignofMulti-purposePWMSignalGenerator吉林化工学院信控学院电信0502班王锦鹏指导教师:刘刚吉林化工学院毕业设计论文摘要本文论述了由MSP430F169单片机系统和PWM信号发生电路构成的多功能PWM信号发生器系统设计。压控振荡电路产生的锯齿波频率可调；单片机发出的直流电平和基波频率及基波波形可变。因此，可生成多种功能PWM信号，而且还可以扩展产生三相SPWM信号。该信号发生器可作为全控型电力电子器件的控制信号发生器

2、应用于电力变流技术中。对于DC-DC开关电源、AC-AC电子调压器，发生器产生的PWM信号随控制信号改变占空比；对于DC-AC逆变电源产生的PWM信号占空比按正弦基波变化规律改变，即SPWM。关键词：PWM；MSP430F169；信号发生器；三相SPWM1、产生PWM信号的方案选择经过对题目的分析，完成设计主要在于PWM信号产生方案的选择。考虑选用以下方案来实现：方案一：调制法，利用模拟电子器件产生高频三角波或锯齿波与DC或AC比较产生PWM信号；方案二：利用单片机产生PWM信号；方案三：利用CPLD或F

3、PGA产生高频PWM信号。方案论证：综合以上三种方法的优缺点和制作成本考虑，本次设计采用方案一调制法，利用模拟电子器件产生高频三角波或锯齿波与DC或AC比较产生PWM信号。2、PWM信号发生器的结构框图本系统设计以MSP430F169单片机为核心，在软件编程中采用C430语言，采用硬件电路和软件程序相结合的方法，产生PWM信号。本设计采用单片机片内的D/A转换模块与定时器结合产生基波，应用定时器技术通过控制时钟中断来更改DAC输出数据，单片机数模转换模块输出端DAC1输出直流电压可控制PWM占空比，发送直

4、流给开关电源实现DC-DC转换，DAC0输出交变电压可产生SPWM信号，给逆变电源，实现DC-AC转换，且基波频率和波形受单片机控制。本设计主要由MSP430F169单片机电路和PWM信号发生器电路两个部分构成，其中单片机是控制核心与时钟电路、复位电路、LCM显示电路和频率波形设定键输入电路构成单片机系统。以硬件电子元件构成PWM信号发生电路通过两者有机结合构成多功能PWM信号发生器系统。3、PWM信号发生器电路多功能PWM信号发生器电路是由五个运算放大器构成，其中U1和U2两个运算放大器构成电压跟随器，

5、由单片机的5脚输出的正弦信号(Vo_sin)和由6脚输出的直流信号(Vo_DC)输出至PWM信号发生器电路，拨动开关S_1接于1端，输出PWM信号占空比由滑动变阻器Rp_1手动控制；接于2端，占空比由单片机输出电压Vo_DC控制；接于3端，占空比由单片机输出电压Vo_sin控制，产生SPWM信号。以上各信号可在Vo1点观测。当转换开关S1打到2时，输出的直流信号(Vo_DC)经转换开关S1输入到放大器U1的3脚正向输入端;当转换开关S1打到3时，输出的交流电压Vo_sin经转换开关S1输入到放大器U1的3

6、脚正向输入端。其电路设计的优点是输入的阻抗大于100MΩ，不从信号源取电流，不影响可调电阻的分压比。其中U3和U4两个运算放大器构成压控振荡器，改变Rp_2分压值可控制Vo2输出锯齿波频率，改变Rp_3分压值可控制Vo2输出锯齿波直流偏移量。压控振荡器输出波形可在Vo2点观测。其中的R1，C和U4构成了反相积分电路，输出的电压随时间反相增加，当超过R3，R2和U3构成的同相滞回比较器反相阈值电压时，其U3的6脚Vo输出负最大值，D1导通C放电，同时U4输出的为正向阶跃，当超过R3，R2和U3构成的同相滞回

7、比较器的正向阈值电压时，U3输出为正，D1截止，U4再次进入积分过程。因此U3和U4两个运算放大器构成压控振荡器的振荡频率受输入直流正电压的控制，我们在设计调节Rp_2，来使输出锯齿波为20KHz。U5为高速比较器产生PWM信号。当多路开关S_2接于1端时，PWM信号直接输出。当多路开关S_2接于2端时，Vo_4输出的是PWM信号经滤波后的信号。在进行DC_AC逆变时，由于SPWM波占空比始终处于变化状态观测困难，用示波器观测Vo_4波形不但可观测到DC-AC逆变波形效果而且可观测到锯齿波频率、偏移量对逆

8、变输出波形的影响。4、MSP430F169单片机简介MSP430F169是TI公司MSP430F系列单片机中功能较强的芯片。具有60K程序存储区、2K的数据存储区和多种外围模块。MSP430F169单片机为64引脚封装，48个数字I/O，其中大部分引脚有复用功能。MSP430F169单片机具有片内DAC（数模转换）模块，可以将数字量转换为模拟量。MSP430F169单片机结构特点是具有16位精简指令结构125ns的指令周期存储