基于单片机SPWM波形产生器.doc

湖南工程学院 课 程 设 计 课程名称 单片机课程设计 课题名称 基于单片机的SPWM波形产生器设计 专 业 电子科学与技术 班 级 1002 班 指导教师 李 延 平 2013 年 5 月 13 日 湖南工程学院 课 程 设 计 任 务 书 课程名称 单片机课程设计 题 基于单片机SPWM波形产生器 专业班级 电子科学技术 指导老师 李 延 平 审 批 任务书下达日期 2013 年 5 月 13 日 任务完成日期 2013 年 5 月 24 日 设计内容与设计要求 设计内容： (1)使用51系列设计一个简单SPWM波形产生器按键调整输出频率载波频率为 主 要 设 计 条 件 PC机 单片机开发板 封面 课程设计任务书 目录 系统总体方案设计 系统硬件设计 软件设计（包括流程图） 系统的安装调试说明 8、 总结 9、参考文献 10、附录 11、课程设计成绩评分表。 进 度 安 排 第一周 星期一 上午 安排任务、讲课。 星期一 下午--- 星期二 下午 查资料、设计 星期三开始 软件设计仿真 第二周 星期一至星期四 1、 调试验收 2、 写课程设计报告书 星期五 答辩 地 点：嵌入式微处理器及SOPC实验室 参 考 文 献 [1] 谢维成杨加国. 单片机原理与应用及C5 1 程序设计(第二版) [M]. 北京: 清华大学出版社， 2009. 7. [2] 谭浩强. C 程序设计(第三版) [M]. 北京: 清华大学出版社， 2005. [3]赵亮. 单片机C 语音编程与实例[M]. 北京: 人民邮出版社， 2009. 目录 一、绪论 二、SPWM的基本原理 三、单片机AT89C52的简介 四、设计思路与总体框图 五、系统设计分析 六、程序调试与仿真 七、实验结果分析与总结 八、心得体会 九、参考文献 十、参考程序 一、绪论 电力电子技术和微机控制技术的发展使得正弦波脉宽调制技术(SPWM) 在电气传动、UPS 电源等领域得到广泛的应用。随着集成电路技术的飞速发展，特别是单片机功能的日益强大和单片机技术的日益成熟，使得以前需要昂贵的专用SPWM芯片产生SPWM，现在用单片机产生SPWM已成为可能。而当今单片机的应用已经从单纯依赖于51系列单片机向其它多种单片展，尤其以嵌入式PIC单片机的发展应用更为广泛。 正弦脉宽调制(SPWM)技术已在交流调速、直流输电、变频电源等领域得到广泛应用，为了提高整个系统的控制效果，高性能SPWM 脉冲形成技术一直是人们不断探索的课题。采用模拟电路和数字电路等硬件电路来产生SPWM波形是一种切实可行的方法，但是这种实现方法控制电路复杂、抗干扰能力差、实时调节较困难。近年来，人们提出了由单片机、DSP等微控制器来实现SPWM波形的数字控制方法，由于微控制器内部集成了很多控制电路，比如定时器、PWM 电路、可编程计数器阵列等，所以使得这种实现SPWM 的方法具有控制电路简单、运行速度快、控制精度高、抗干扰能力强等优点。本文介绍了一种利用C8O51单片机实现输出频率可变SPWM 波形的方法。SPWM 技术的基本原理是利用一个三角波载波和一个正弦波进行比较，得到一个宽度按正弦规律变化的脉冲序列，用它们来驱动逆变器开关管的开关转换。 在本课题里对目前产生SPWM的各种算法进行比较和研究。选择一种合适的算法面积等效法来实现正弦波脉宽调制，同时对当前最有前途的功率器件绝缘栅双极晶体管IGBT的性能，保护电路和驱动电路进行了探讨。在系统中采用面积等效算法，利用51单片机为控制核心产生SPWM波，经过保护、隔离、驱动电路后的SPWM波，控制单相全桥逆变电路产生一个频率和电压都可调的交流输出，经滤波电路后供给负载使用。 二、SPWM的基本原理 近年来，随着逆变电源在各行各业应用的日益广泛，采用正弦脉宽调制(SPWM)技术控制逆变电源提高整个系统的控制效果是人们不断探索的问题。对SPWM的控制有多种实现方法，其一是采用模拟电路、数字电路等硬件电路产生SPWM波形，该方法波形稳定准确，但电路复杂、体积庞大、不能进行自动调节；其二是借助单片机、DSP等微控制器来实现SPWM的数字控