【正文】 仿真儀表資源 ：示波器、邏輯分析儀、虛擬終端、SPI 調(diào)試器、I2C 調(diào)試器、信號發(fā)生器、模式發(fā)生器、交直流電壓表、交直流電流表。3)實(shí)用的 PCB 設(shè)計(jì)平臺　　原理圖到 PCB 的快速通道： 原理圖設(shè)計(jì)完成后，一鍵便可進(jìn)入 ARES 的 PCB 設(shè)計(jì)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)；　※ 先進(jìn)的自動(dòng)布局/布線功能：支持器件的自動(dòng)/人工布局；支持無網(wǎng)格自動(dòng)布線或人工布線；支持引腳交換/門交換功能使 PCB 設(shè)計(jì)更為合理； 完整的 PCB 設(shè)計(jì)功能：最多可設(shè)計(jì) 16 個(gè)銅箔層，2 個(gè)絲印層，4 個(gè)機(jī)械層（含板邊） ，靈活的布線策略供用戶設(shè)置，自動(dòng)設(shè)計(jì)規(guī)則檢查，3D 可視化預(yù)覽；　※ 多種輸出格式的支持：可以輸出多種格式文件，包括 Gerber 文件的導(dǎo)入或?qū)С?，便利與其它 PCB設(shè)計(jì)工具的互轉(zhuǎn)（如 protel）和 PCB 板的設(shè)計(jì)和加工。2)獨(dú)特的單片機(jī)協(xié)同仿真功能（VSM）　　支持主流的 CPU 類型：如ARM8051/5AVR、PIC10/1PIC1PIC1PIC2dsPIC3HC1BasicStamp、808MSP430 等，CPU 類型隨著版本升級還在繼續(xù)增加，如即將支持 CORTEX、DSP 處理器；支持通用外設(shè)模型：如字符 LCD 模塊、圖形 LCD 模塊、LED 點(diǎn)陣、LED 七段顯示模塊、鍵盤/按鍵、直流/步進(jìn)/伺服電機(jī)、RS232 虛擬終端、電子溫度計(jì)等等，其COMPIM（COM 口物理接口模型）還可以使仿真電路通過 PC 機(jī)串口和外部電路實(shí)現(xiàn)雙向異步串行通信； 實(shí)時(shí)仿真：支持 UART/USART/EUSARTs 仿真、中斷仿真、SPI/I2C 仿真、MSSP 仿真、PSP 仿真、RTC 仿真、ADC 仿真、CCP/ECCP 仿真。Protues 具有 4 大功能模塊:1)智能原理圖設(shè)計(jì)（ISIS）　　豐富的器件庫：超過 27000 種元器件，可方便地創(chuàng)建新元件；智能的器件搜索：通過模糊搜索可以快速定位所需要的器件；智能化的連線功能：自動(dòng)連線功能使連接導(dǎo)線簡單快捷，大大縮短繪圖時(shí)間；支持總線結(jié)構(gòu)：使用總線器件和總線布線使電路設(shè)計(jì)簡明清晰；可輸出高質(zhì)量圖紙：通過個(gè)性化設(shè)置，可以生成印刷質(zhì)量的 BMP 圖紙，可以方便地供 WORD、POWERPOINT 等多種文檔使用。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果?！　。?）仿真處理器及其外圍電路。這些功能是：　?。?）原理布圖　　（2）PCB 自動(dòng)或人工布線　?。?）SPICE 電路仿真　　　革命性的特點(diǎn)：　?。?）互動(dòng)的電路仿真。在編譯方面，它也支持 IAR、Keil 和 MPLAB 等多種編譯。Proteus 是世界上著名的EDA 工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。 仿真工具介紹 Protues 簡介Protues 軟件是英國 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件。因?yàn)?1602 識別的是 ASCII 碼，試驗(yàn)可以用 ASCII 碼直接賦值，在單片機(jī)編程中還可以用字符型常量或變量賦值，如39。1602LCD 微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧，常用在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中。15 腳背光正極，16 腳背光負(fù)極?！　〉?7～14 腳：D0～D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)端。　　第 5 腳：RW 為讀寫信號線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫操作。1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口，其中：　　第 1 腳：VSS 為電源地　　第 2 腳：VDD 接 5V 電源正極　　第 3 腳：V0 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地電源時(shí)對比度最高（對比度過高時(shí)會(huì) 產(chǎn)生“鬼影” ，使用時(shí)可以通過一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對比度） 。每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔每行之間也有間隔起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒茱@示圖形。 [2] LCD1602 簡介工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示 16x02 即 32 個(gè)字符（16 列 2 行） 。由于 AT89C52 具有 256 字節(jié)內(nèi)部 RAM。在這種情況下，復(fù)位后這些單元數(shù)值總是“0” 。對沒有定義的單元讀寫將是無效的，讀出的數(shù)位將不確定，而寫入的數(shù)據(jù)也將丟失。（4）AT89C52 特殊功能寄存器在 AT89C52 片內(nèi)存儲器中，80HFFH 共 128 個(gè)單元為特殊功能寄存器（SFE ) 。如 EA 端為高電平（接 Vcc 端）, CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。⑩EA/VPP：外部訪問允許。⑨PSEN：程序儲存允許 PSEN 輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng) AT89C52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位．可禁止 ALE 操作。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)將跳過一個(gè) ALE 脈沖。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 此外，P3 口還接收一些用于 FLASH 閃速存儲器編程和程序校驗(yàn)的控制信號。此時(shí)，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流。P3 口輸出緩沖級可驅(qū)動(dòng)(吸收或輸出電流）4 個(gè) TTL 邏輯門電路。 FLASH 編程或校驗(yàn)時(shí)，P2 亦接收高位地址和一些控制信號。 在訪問外部程序存儲器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOvxDPTR 指令）時(shí)，P2 送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。⑤P2 口：P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P2 的輸出緩沖級可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè) TTL 邏輯電路。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻某個(gè)引腳被外部信號拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。④P1 口：P1 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，Pl 的輸出緩沖級可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè) TTL 邏輯門電路。作為輸出口用時(shí)．每位能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏輯門電路，對端口 P0 寫“1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。②XTAL2：片內(nèi)晶振電路反相放大器的輸出端。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。同時(shí)，AT89c52 可降至 OHz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。（1）AT89C52 主要性能參數(shù)①與 Mcs51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。AT89C52 單片機(jī)是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8K bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和 256bytes 的隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲器（RAM） ，器件采用 ATMEL 公司的高密度，非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 8052 產(chǎn)品引腳兼容。由于PWM 信號對定時(shí)的精確度較高，而簡單的 RC 電路穩(wěn)定性不好，我們采用晶振和電容并聯(lián)的諧振電路作為時(shí)鐘發(fā)生電路。AT89C52 的 P3 口能驅(qū)動(dòng)4 路 TTL 門電路，能滿足小信號輸出。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 本系統(tǒng)的功能框圖如下。工業(yè)上變頻器的調(diào)幅比是跟隨輸出頻率而改變的，如在恒 V/F 控制中，K 需要考慮的因素很多，為簡化問題，我們選擇手動(dòng)調(diào)節(jié) K。雙極性調(diào)制的工作特點(diǎn)：逆變橋在工作時(shí)，同一橋臂的兩個(gè)逆變器件總是按相電壓脈沖系列的規(guī)律交替地導(dǎo)通和關(guān)斷，毫不停息，而流過負(fù)載 ZL 的是按線電壓規(guī)律變化的交變電流。ubc=ubuc。圖 2 單極性 SPWM（2）雙極性 SPWM 法：調(diào)制波仍為正弦波，其周期決定于 kf，振幅決定于 ku,中曲線①，載波為雙極性的等腰三角波，其周期決定于載波頻率，振幅不變，與 ku=1 時(shí)正弦波的振幅值相等。調(diào)制波和載波的交點(diǎn)，決定了 SPWM 脈沖系列的寬度和脈沖音的間隔寬度，每半周期內(nèi)的脈沖系列也是單極性的。 [1]我們這里選擇軟件生產(chǎn)法中計(jì)算簡便的對稱規(guī)則采樣法來計(jì)算 PWM 開關(guān)動(dòng)作時(shí)間。當(dāng)三角波既在其頂點(diǎn)又在底點(diǎn)時(shí)刻對正弦波進(jìn)行采樣時(shí)，由階梯波與三角波的交點(diǎn)所確定的脈寬，在一個(gè)載波周期(此時(shí)為采樣周期的兩倍)內(nèi)的位置一般并不對稱，這種方法稱為非對稱規(guī)則采樣。② 規(guī)則采樣法　　規(guī)則采樣法是一種應(yīng)用較廣的工程實(shí)用方法，一般采用三角波作為載波。軟件生成法其實(shí)就是用軟件來實(shí)現(xiàn)調(diào)制的方法，其有兩種基本算法：即自然采樣法和規(guī)則采樣法。但是，這種模擬電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)精確的控制。通常采用等腰三角波作為載波，當(dāng)調(diào)制信號波為正弦波時(shí)，所得到的就是 SPWM 波形。 等面積法　　該方案實(shí)際上就是 SPWM 法原理的直接闡釋，用同樣數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖序列代替正弦波，然后計(jì)算各脈沖的寬度和間隔，并把這些數(shù)據(jù)存于微機(jī)中,通過查表的方式生成 PWM 信號控制開關(guān)器件的通斷, SPWM 控制的基本原理為出發(fā)點(diǎn),可以準(zhǔn)確地計(jì)算出各開關(guān)器件的通斷時(shí)刻,其所得的的波形很接近正弦波,但其存在計(jì)算繁瑣,數(shù)據(jù)占用內(nèi)存大,不能實(shí)時(shí)控制的缺點(diǎn)。SPWM，就是在 PWM 的基礎(chǔ)上改變了調(diào)制脈沖方式，脈沖寬度時(shí)間占空比按正弦規(guī)律排列，這樣輸出波形經(jīng)過適當(dāng)?shù)臑V波可以做到正弦波輸出。在直流斬波 PWM 中,要求 PWM 的頻率,占空比,和輸出時(shí)間均可調(diào)，輸出頻率為 1K20KHz；在SPWM 模式中,頻率,調(diào)幅比及輸出時(shí)間可調(diào)，輸出頻率為 150Hz。SPWM 法就是以該結(jié)論為理論基礎(chǔ)，用脈沖寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWM 波形即 SPWM 波形控制逆變電路中開關(guān)器件的通斷，使其輸出的脈沖電壓的面積與所希望輸出的正弦波在相應(yīng)區(qū)間內(nèi)的面積相等，通過改變調(diào)制波的頻率和幅值則可調(diào)節(jié)逆變電路輸出電壓的頻率和幅值。圖 1 SPWMSPWM 法是一種比較成熟的，目前使用較廣泛的 PWM 法。通的時(shí)候即是直流供電被加到負(fù)載上的時(shí)候，斷的時(shí)候即是供電被斷開的時(shí)候。PWM 信號仍然是數(shù)字的，因?yàn)樵诮o定的任何時(shí)刻，滿幅值的直流供電要么完全有（ON） ，要么完全無（OFF） 。 PWM 原理脈沖寬度調(diào)制（PWM）是一種對模擬信號電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。PWM 技術(shù)朝著許多方向不斷地發(fā)展，例如，人們越來越關(guān)注電源側(cè)的波形質(zhì)量問題，PWM 技術(shù)最近已經(jīng)應(yīng)用于有特殊要求的輸入側(cè)變換器的控制。隨著電力電子技術(shù)，微電子技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展以及各種新的理論方法，如現(xiàn)代控制理論，非線性系統(tǒng)控制思想的應(yīng)用，PWM 止，已出現(xiàn)了多種 PWM 控制技術(shù)。硬件調(diào)制法模擬電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)精確的控制。由于 PWM 可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)變頻變壓和抑制諧波的特點(diǎn)，由此在交流傳動(dòng)及至其它能量變換系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。在接收端，通過適當(dāng)?shù)?RC 或 LC 網(wǎng)絡(luò)可以濾除調(diào)制高頻方波并將信號還原為模擬形式。隨著全控式電力電子器件如可關(guān)斷晶閘管 GTO、大功率晶體管 IGBT 、場效應(yīng)功率晶體管 PMOSFET 等的出現(xiàn)和應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)步,PWM 控制技術(shù)在電力電子技術(shù)行業(yè),如：風(fēng)力發(fā)電、電機(jī)調(diào)速、直流供電等領(lǐng)域，得到廣泛的應(yīng)用。讓信號保持為數(shù)字形式可將噪聲影響降到最小。模擬電路還可能對噪聲很敏感，任何擾動(dòng)或噪聲都肯定會(huì)改變電流值的大小。能夠解決這個(gè)問題的精密模擬電路可能非常龐大、笨重（如老式的家庭立體聲設(shè)備）和昂貴?；趩纹瑱C(jī)的 PWM 信號輸出系統(tǒng)畢業(yè)論文目 錄1 緒論 .........................................................................................................................................................1 PWM 的背景、應(yīng)用及發(fā)展趨勢 ...............................................................................................................1 PWM 原理 ..................................................................................................................................................1 本文的主要工作 .......................................................................................................................................22 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) ..........................................................................................................................................3 系統(tǒng) PWM 算法 .........................................................................................................................................3 等面積法 .........................................