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课题基于单片机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；(2)在设计过程中使用仿真软件Proteus等进行仿真调试；(3)在单片机开发板上实现设计功能。设计要求：(1)能通过按键调整输出频率;(2)SPWM的载波频率为2KHZ;主要设计条件PC机单片机开发板说明书格式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C51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的数字控制方法由于其内