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本科毕业设计
题目:
基于单片机的 SPWM 控制系统设计
学 院:
信息科学与工程学院
专 业:
学 号:
学生姓名:
指导教师:
日 期:


武汉科技大学本科毕业论文
I
摘 要
论文主要目的建立基于单片的 SPWM 调控系统,即用单片机产生 SPWM 波,
其中,脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的 PWM 波形称为 SPWM 波。
本论文中主要是根据 SPWM 法的原理,即通过控制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,并
且在惯性环节上的效果基本相同,从而达到等效的效果。根据这个原理,先利用
MATLAB 计算出基波与载波的交点,计算出交点之间的持续时间,根据持续时
间的值在单片机程序中建立一个数组,数组中的元素就是赋予定时器的初值,当
定时器溢出时,输出电平自动翻转,继而查表,赋予下一个电平的持续时间,这
样一直反复下去,就可以得到一个 SPWM 波形。最后在 protues 中仿真,在示波
器中可以看到 SPWM 波的波形。
关键词:单片机; Matlab; 查表; SPWM;仿真

武汉科技大学本科毕业论文
II
Abstract
The main purpose of the paper to establish a SPWM regulatory system based on
single chip microcomputer , namely, Using a single chip microcomputer to generates
SPWM wave,Among them, the pulse width changed by the law of sine is equal to the
sine wave,this PWM wave calls SPWM wave.
This paper is mainly based on the principle of SPWM law, namely, the
switch-off device in the control circuit is on or off , So that the area of pulse voltage
output and the area of the desired output sine wave in the corresponding sections are
equal,And the effect on the inertia is substantially same, So as to achieve the
equivalent effect, According to this principle, First using MATLAB to calculate the
intersection of fundamental and carrier wave, Then calculating the duration between
intersections, Based on the value of the duration ,Create an array in the
microcontroller program, Elements in the array is initial value assigned to the timer,
When the timer overflows, the output level will automatic reverse. Then look up table,
Given the next duration of electrical level, Finally we simulate in protues ,then you
can see the SPWM wave on the oscilloscope..
Key words:Single chip microcomputer; MATLAB; Look-up table; SPWM; The
simulation

武汉科技大学本科毕业论文
III
目 录
1 绪论..........................................................................................................................1
1.1 研究的背景及意义.......................................................................................1
1.2 研究目的及内容...........................................................................................2
2 主电路工作原理......................................................................................................4
2.1 PWM 控制的基本原理 ................................................................................4
2.2 SPWM 法的基本原理 ..................................................................................5
2.3 PWM 控制方法 ............................................................................................5
2.3.1 计算法................................................................................................5
2.3.2 调制法................................................................................................6
2.4 同步调制和异步调制...................................................................................6
2.4.1 异步调制............................................................................................6
2.4.2 同步调制............................................................................................6
2.5 规则采样法...................................................................................................7
3 单极性和双极性 PWM 控制逆变电路分析 ..........................................................9
3.1 单相桥式 PWM 逆变电路 ...........................................................................9
3.1.1 原理图................................................................................................9
3.1.2 单极性 PWM 控制方式 ....................................................................9
3.2 双极性 PWM 控制方式 .............................................................................10
4 基于 MATLAB 的分析以及交点计算.................................................................12
4.1 MATLAB 简介 ...........................................................................................12
4.2 查表产生 SPWM 波理论分析 ...................................................................12
4.3 Matlab 计算程序及仿真图形结果.............................................................13
5 单片机程序设计....................................................................................................19
5.1 AT89C52 介绍............................................................................................19
5.2 程序设计流程图.........................................................................................22
5.3 C 语言实现程序 .........................................................................................23
5.3.1 程序运行软件 Keil uVision2 简介 .................................................23
5.3.2 主程序..............................................................................................24
5.3.3 中断程序..........................................................................................25
5.4 仿真工具 protues 介绍 ...............................................................................25
5.5 仿真电路图.................................................................................................26
5.6 仿真显示.....................................................................................................26
6 结论........................................................................................................................28
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