SPWM脉冲发生器-方波变正弦波
spwm技术和应用
SPWM调制技术及其应用2011-05-29 15:17:16 来源:互联网SPWM调制技术及其应用1、正弦脉宽调制（SPWM）技术的理论基础采样控制理论中有一个重要结论：形状不同但面积相等的窄脉冲加之于线性环节时，得到的输出效果基本相同。
如图所示，分别是矩形、三角形、正弦半波窄脉冲和理想单位脉冲函数为波形的电压源u(t) 施加于R、L负载上的情况，当负载时间常数远大于激励脉冲持续时间时，响应i(t) 基本一致，只在上升段有所不同。
由于响应持续时间较长的下降段体现了低频成份，持续时间短的上升段体现了响应的高频分量，因此各个响应按傅里叶分析在低频段基本一致，差别存在于高频段。
当激励脉冲越窄（或负载惯性常数与脉冲持续时间相差越大），则响应的高频段所占比例愈小，整个响应愈相近。
线性系统周期性窄脉冲群的响应可以等效为各个窄脉冲相应的叠加，这样某一以时间为自变量的激励函数加在惯性环节上的响应可以被等效为按时间段与之面积相等的窄脉冲序列加在同一环节上得到的响应。
利用等面积序列脉冲等效正弦半波相应时间段的面积就形成了一系列脉宽随正弦波瞬时值变动的脉冲序列－－即SPWM波，如图所示。
开关功率变换器输出为脉冲函数，利用高频SPWM波施加于负载，并配置低通滤波环节就能够产生需要的低频正弦响应－－即SPWM 调制技术的基本原理与方法。
2、自然采样法－－产生SPWM波的基本方法按照三角波（或锯齿波、统称为载波）与正弦波（调制波）比较，产生SPWM脉冲序列的方法称为自然采样法。
正弦波在不同相位角时其值不同，与三角波相交所得脉冲宽度也不同；当正弦波频率变化和幅值变化时，各个脉冲宽度也相应发生变化。
利用模拟电路可以方便的实现这个功能，将正弦波与三角波施加于比较器的两个输入，其输出即为SPWM波，因此这种方法在模拟控制方式中比较常用，但作为数字控制时由于计算工作量大，一般不常用。
自然采样法示意：uc为三角载波，周期为Tcus为正弦调制波，周期为Ts当us> uc 时，输出＋Uo当us< uc 时，输出－Uo一般有：Ts>> Tcusm≤ucm3、规则采样法（自然采样法的改进－－适合数字控制）规则采样法的原理以载波周期谷点时刻调制波瞬时值为整个载波周期内调制波的幅值，这样调制波与与载波比较得到SPWM信号的方法称为规则采样法。
正弦脉宽调制(SPWM)控制
正弦脉宽调制（SPWM）控制2010-09-18 ylw527+关注献花(4)为了使变压变频器输出交流电压得波形近似为正弦波，使电动机得输出转矩平稳，从而获得优秀得工作性能，现代通用变压变频器中得逆变器都就是由全控型电力电子开关器件构成，采用脉宽调制(pulse width modulation, 简称pwm ) 控制得，只有在全控器件尚未能及得特大容量时才采用晶闸管变频器。
应用最早而且作为pwm控制基础得就是正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation, 简称spwm)。
图3-1与正弦波等效得等宽不等幅矩形脉冲波序列3、1正弦脉宽调制原理一个连续函数就是可以用无限多个离散函数逼近或替代得，因而可以设想用多个不同幅值得矩形脉冲波来替代正弦波，如图3-1所示。
图中，在一个正弦半波上分割出多个等宽不等幅得波形(假设分出得波形数目n=12)，如果每一个矩形波得面积都与相应时间段内正弦波得面积相等，则这一系列矩形波得合成面积就等于正弦波得面积，也即有等效得作用。
为了提高等效得精度，矩形波得个数越多越好，显然，矩形波得数目受到开关器件允许开关频率得限制。
在通用变频器采用得交-直-交变频装置中，前级整流器就是不可控得，给逆变器供电得就是直流电源，其幅值恒定。
从这点出发，设想把上述一系列等宽不等幅得矩形波用一系列等幅不等宽得矩形脉冲波来替代(见图3-2)，只要每个脉冲波得面积都相等，也应该能实现与正弦波等效得功能，称作正弦脉宽调制(spwm)波形。
例如，把正弦半波分作n等分(在图3-2中，n=9)，把每一等分得正弦曲线与横轴所包围得面积都用一个与此面积相等得矩形脉冲来代替，矩形脉冲得幅值不变，各脉冲得中点与正弦波每一等分得中点相重合，这样就形成spwm波形。
同样，正弦波得负半周也可用相同得方法与一系列负脉冲波等效。
这种正弦波正、负半周分别用正、负脉冲等效得spwm 波形称作单极式spwm。
正弦脉宽调制SPWM及其控制方法
·并联微处理器接口，
（SA828升级），有高
波形产生数字化
级界面
·载波频率可达
·内部可编程“看门狗
24KHz
”
SA8 38
·电源频率精度12位 ·单相波形产生器，可 输出正弦波或正弦波叠
SA4 828
·具有正弦型、增强型 、高效型三种波形 ·载波频率可达24KHz
加谐波
·电源频率精度16位
·CMOS集成电路，功
2.4.1 PWM控制的基本原理
重要理论基础——面积等效原理
冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的 环节上时，其效果基本相同。
冲量
窄脉冲的面积
效果基本相同
环节的输出响应波形基本相同
f (t)
f (t)
f (t)
f (t)
d (t)
O
tO
tO
tO
t
a)矩形脉冲
b)三角形脉冲 c)正弦半波脉冲 d)单位脉冲函数
t2
t3
t2
Tc 2
(1
ma
sin wcte )
t1
t3
1 2
(Tc
t2 )
Tc 4
(1
ma
sin wcte )
t
图2-18 自然和规则采样法
返回
u a)
O u
ta
tb
Um
wt
b)
Ud
O
图6-3 t2
图：直接PWM法
wt
返回
特点：计算方法简单，物理概念清楚。 谐波比规则采样法好。
HEF4752是数字化的大规模集成电路。采用标准的28脚双 列直插封装。
SPWM原理以及具体实现方法
SPWMSPWM(Sinusoidal PWM)法是一种比较成熟的,目前使用较广泛的PWM法.前面提到的采样控制理论中的一个重要结论:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同.SPWM法就是以该结论为理论基础,用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆变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,通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值.定义我们先说说什么叫PWMPWM的全称是Pulse Width Modulation（脉冲宽度调制），它是通过改变输出方波的占空比来改变等效的输出电压。
广泛地用于电动机调速和阀门控制，比如我们现在的电动车电机调速就是使用这种方式。
所谓SPWM，就是在PWM的基础上改变了调制脉冲方式，脉冲宽度时间占空比按正弦规率排列，这样输出波形经过适当的滤波可以做到正弦波输出。
它广泛地用于直流交流逆变器等，比如高级一些的UPS就是一个例子。
三相SPWM是使用SPWM模拟市电的三相输出，在变频器领域被广泛的采用。
该方法的实现有以下几种方案。
1.3.1等面积法该方案实际上就是SPWM法原理的直接阐释，用同样数量的等幅而不等宽的矩形脉冲序列代替正弦波，然后计算各脉冲的宽度和间隔，并把这些数据存于微机中,通过查表的方式生成PWM信号控制开关器件的通断,以达到预期的目的.由于此方法是以SPWM控制的基本原理为出发点,可以准确地计算出各开关器件的通断时刻,其所得的的波形很接近正弦波,但其存在计算繁琐,数据占用内存大,不能实时控制的缺点.1.3.2硬件调制法硬件调制法是为解决等面积法计算繁琐的缺点而提出的,其原理就是把所希望的波形作为调制信号,把接受调制的信号作为载波，通过对载波的调制得到所期望的PWM波形。
通常采用等腰三角波作为载波，当调制信号波为正弦波时，所得到的就是SPWM波形。
SPWM脉冲发生器-方波变正弦波
摘要本系统是一个SPWＭ脉冲发生器。
整个系统是以单片机A T89c51为核心，通过编程产生低频波信号，再通过LM358放大电路和滤波电路将波形信号进行处理，最后由示波器显示波形，而波形频率可以通过按键来改变，并且将波形的模式和修改的频率通过LCD12864显示，以便了解当前波形模式和所修改后的频率。
经试验测试，系统满足设计的基本要求，而且系统的电路结构简单，优越性强。
关键字：SPWＭ脉冲发生器单片机A T89c51波形信号LM358放大电路滤波电路AbstractThis system is a SPWM pulse generator. The whole system is chip-computer AT89c51, through the programming produce low-frequency waveform signal, again through the amplifier circuit LM358 and filter circuit will waveform signal processing, the last oscilloscope displa y, but by the frequency changes through the button to revise the present wave frequency, and between the mode and modification of the wave frequency through the LCD12864 shows, in order to understand the revised model and frequency waveforms. After the tes t, this system meet the design requirement, system structure is simple, the circuit strong superiority.Key word: SPWM pulse generator single-chip microcomputer AT89c51 waveform signal LM358 amplifier circuit filter circuit目录摘要 (1)一、系统设计 (1)1.1方案的比较与选择 (1)1.1.1芯片的选择 (1)1.1.2信号处理的选择 (1)1.1.3按键模块的选择 (1)1.1.4显示模块的选择 (1)1.1.5信号的放大和滤波电路的选择 (2)1.2系统框图 (2)二、单元硬件电路设计 (3)2.1控制电路部分 (3)2.1.1 时钟电路 (3)2.1.2 复位电路 (4)2.2 按键模块 (4)2.3显示模块 (4)2.4放大、滤波电路 (5)三、算法和软件设计 (5)3.1理论分析和计算 (6)3.2软件流程 (7)四、系统测试 (8)4.1频率测试 (8)4.2误差分析 (8)五、总结 (8)参考文献 (9)附录 (9)附录一 (9)附录二 (10)一、系统设计1.1方案的比较与选择1.1.1芯片的选择本系统采用的控制芯片是单片机A T89C51，A T89C51是一种4K字节FLASH存储器的低电压、高性能的CMOS8位微处理器，有优异的性价比，集成度高，控制功能强。
spwm波怎么产生正弦波
spwm 波怎么产生正弦波
SPWM（Sinusoidal PWM）法是一种比较成熟的，目前使用较广泛的PWM 法。
前面提到的采样控制理论中的一个重要结论：冲量相等而形状不
同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。
SPWM 法就是以该结论为理论基础，用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM 波形即SPWM 波形控制逆变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，通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值。
spwm 应用简介
具体应用
SA8281 型SPWM 波发生器原理及在变频器中的应用
脉宽调制技术通过一定的规律控制开关元件的通断，来获得一组等幅而不等宽的矩形脉冲波形，用以近似正弦电压波形。
脉宽调制技术在逆变器中的应用对现代电力电子技术以及现代调速系统的发展起到极大的促进作用。
近几年来，由于场控自关断器件的不断涌现，相应的高频SPWM（正弦脉宽调。
SPWM逆变电路原理
对于大多数应用场合需要的是工频电源，例如我们的电冰箱，洗衣机，电风扇等都需要正弦波的220伏、50赫兹电源，各种动力设备，远距离输电也都需要正弦波的交流电。
更多的太阳能光伏发电装置输出的是正弦波交流电，目前生成正弦波仍采用前面介绍的全桥电路，只是对开关晶体管的控制采用PWM脉宽调制或移相控制或调频控制等方式。
这里仅介绍最常用的PWM脉宽调制方式。
面积等效原理转换把直流电转换成正弦波交流电是根据根据面积等效原理，在图1上图中的正弦半波（红线）分成n等份，把正弦半波看成是由n个彼此相连的矩形脉冲组成的波形，为简单清晰，划分为7等份。
7个脉冲的幅值按正弦规律变化，每个脉冲面积与相对应的正弦波部分面积相同，这一连续脉冲就等效正弦波。
图1 用面积等效原理转换为SPWM波形如果把上述脉冲序列改为相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲（图1下图），脉冲中心位置不变，并且使该矩形脉冲面积和上图对应的矩形脉冲相同，得到图1下图所示的脉冲序列，脉冲宽度按正弦波规律变化，这就是PWM波形。
根据面积等效原理，PWM波形和正弦半波是等效的，图中红线就是该序列波形的平均值。
对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM 波形。
这种脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形，也称SPWM波形。
要改变等效输出的正弦波的幅值时，只需按照同一比例系数改变上述各脉冲的宽度即可。
SPWM波形的生成输出SPWM波形仍需全桥逆变电路，在“光伏用DC-DC变换器”课件中已介绍过这种电路，通过控制开关晶体管的通与断在负载上产生交变电压，见图2。
s图2 全桥逆变电路的工作状态输出SPWM波形的矩形波必须生成序列的控制信号来控制桥式电路中开关晶体管的通与断，普遍使用的是调制法来生成控制信号，可采取单极性调制也可采用双极性调制来生成控制信号，下面介绍常用的单极性调制方式。
图3上部分是SPWM波形控制信号生成的原理图，下部分是生成的SPWM波形。
spwm工作原理
spwm工作原理
SPWM（正弦波脉宽调制）是一种常见的电力电子技术，可用于将直流电源转换为交流电源。
其工作原理是通过改变脉冲宽度来模拟产生一个高频的正弦波信号。
SPWM的原理基于三角波和参考信号之间的比较。
首先，通
过一个三角波发生器产生一个连续的三角形波形，并设定一个参考正弦波信号。
这个正弦波信号的频率和幅值是由外部的反馈信号或控制参数决定的。
然后，将三角波和参考信号输入到一个比较器中进行比较。
比较器会将比较结果转化为一个相应的脉冲信号。
如果参考信号的幅值大于三角波的幅值，那么脉冲的宽度就更长。
反之，如果参考信号的幅值小于三角波的幅值，脉冲的宽度就变窄。
这样，通过不断改变脉冲宽度，就可以模拟生成一个高频的正弦波信号。
最后，通过电路中的滤波器将脉冲信号转换为平滑的交流信号。
滤波器可以去除脉冲信号中的高频成分，使输出信号更接近于所需的正弦波形。
通过不断调节参考信号或控制参数，可以改变输出信号的频率和幅值，实现对输出信号的调节。
总的来说，SPWM的工作原理是通过比较三角波和参考信号，根据比较结果来调节脉冲宽度，从而模拟产生一个高频的正弦
波信号。
这种技术在以太阳能逆变器、无线通信和电机控制等领域中得到广泛应用。
SPWM使变压变频器输出交流电压地波形近似为正弦波
了使变压变频器输出交流电压的波形近似为正弦波，使电动机的输出转矩平稳，从而获得优秀的工作性能，现代通用变压变频器中的逆变器都是由全控型电力电子开关器件构成，采用脉宽调制(pulse width modulation, 简称pwm ) 控制的，只有在全控器件尚未能及的特大容量时才采用晶闸管变频器。
应用最早而且作为pwm控制基础的是正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation, 简称spwm)。
图3-1 与正弦波等效的等宽不等幅矩形脉冲波序列3.1 正弦脉宽调制原理一个连续函数是可以用无限多个离散函数逼近或替代的，因而可以设想用多个不同幅值的矩形脉冲波来替代正弦波，如图3-1所示。
图中，在一个正弦半波上分割出多个等宽不等幅的波形(假设分出的波形数目n=12)，如果每一个矩形波的面积都与相应时间段内正弦波的面积相等，则这一系列矩形波的合成面积就等于正弦波的面积，也即有等效的作用。
为了提高等效的精度，矩形波的个数越多越好，显然，矩形波的数目受到开关器件允许开关频率的限制。
在通用变频器采用的交-直-交变频装置中，前级整流器是不可控的，给逆变器供电的是直流电源，其幅值恒定。
从这点出发，设想把上述一系列等宽不等幅的矩形波用一系列等幅不等宽的矩形脉冲波来替代(见图3-2)，只要每个脉冲波的面积都相等，也应该能实现与正弦波等效的功能，称作正弦脉宽调制(spwm)波形。
例如，把正弦半波分作n等分(在图3-2中，n=9)，把每一等分的正弦曲线与横轴所包围的面积都用一个与此面积相等的矩形脉冲来代替，矩形脉冲的幅值不变，各脉冲的中点与正弦波每一等分的中点相重合，这样就形成spwm波形。
同样，正弦波的负半周也可用相同的方法与一系列负脉冲波等效。
这种正弦波正、负半周分别用正、负脉冲等效的spwm波形称作单极式spwm。
图3-2 spwm波形图3-3是spwm变压变频器主电路的原理图，图中vt1~vt6是逆变器的六个全控型功率开关器件，它们各有一个续流二极管(vd1~vd6)和它反并联接。
正弦脉宽调制(SPWM)变频器
引言随着电力电子技术的飞速发展，正弦脉宽调制（SPWM）变频器也得到了大力的发展，在各个领域内得到了广泛的应用。
SPWM变频器主要应用于中小容量，高性能的交流调速系统中，这种新型的变频器具有如下的优点：(1)输出电压的幅值和频率均在逆变器内控制和调节，可以方便的实现压频比恒定控制或低频时幅值电压的补偿等功能，系统的动态性能较好;(2)功率变化只在逆变器内完成，逆变器可由二极管整流供电，电网的功率因数较高；(3)由SPWM逆变器供电的异步电机的电流波形接近正弦波，谐波分量较少，矩阵脉动小，改善了电动机的运行性能。
鉴于正弦脉宽（SPWM）变频器的上述优点，以及在实际电气传动系统中，不同设备对电源的不同需求。
本文采用了新型功率器件IGBT和8031AH单片机控制系统，设计了一种新型的单相桥式SPWM变频电源。
该变频电源采用恒压频比控制，即U/F 为常数，能使主频率在0 ～100Hz内可调，且将软件设计和硬件设计结合起来，减少了硬件电路的不必要的成本，又使软件编程不至于繁锁。
本设计由我和张建忠同学合作完成，我主要作硬件原理设计参数计算与软件编程、调试等工作，具体内容在本论文中有详述。
而有关硬件绘图、电路仿真及电路介绍等内容可参阅张建忠同学的毕业论文。
由于设计者的能力有限，在设计过程中得到了常宝林老师的悉心教导和大力协助，才将本设计顺利的完成。
在此，向指导老师并支持过我们的各位老师表示衷心的感谢。
目录第一章脉宽调制（PWM）逆变器一、脉宽调制技术（PWM）及其分类……………………..二、正弦脉宽调制技术………………………………………三、同步调制和异步调制……………………………………四、SPWM波形的软件生成………………………………第二章单相桥式正弦脉宽调制（SPWM）变频电源硬件设计……一、设计方案及总体框图…………………………………..二、电路原理与参数计算…………………………………..§1.主电路……………………………………………………§2.驱动电路…………………………………………………§3. 吸收电路…………………………………………………..§4.保护电路………………………………………………….§5. 控制及接口电路………………………………………….第三章软件设计………………………………………………. 一．对称规则采样法………………………………………….二．地址分配…………………………………………………. 三．程序设计………………………………………………….. 四．程序调试与仿真…………………………………………五．程序清单……………………………………………………结束语……………………………………………………………….参考文献……………………………………………………………外文翻译……………………………………………………………第一章脉宽调制逆变器一、脉宽调制（PWM）技术及其分类在电气传动系统中，广泛的应用的PWM控制技术是利用半导体开关器件的导通与关断把直流电压变成电压脉冲列，并通过控制电压脉冲的宽度或周期以达到变压目的，或者控制电压脉冲宽度和脉冲序列的周期以达到变压变频的目的的一种控制技术。
正弦波脉宽调制SPWM
三相桥式PWM逆变器的双极性SPWM波形
上图为三相PWM波形，其中 urU 、urV 、urW为U，V，W三相的正弦调制波， uc为双极性三角载波； uUN’ 、uVN’ 、uWN’ 为U，V，W三相输出与电源
中性点N’之间的相电压矩形波形；
uUV为输出线电压矩形波形，其脉冲幅值为+Ud和
根据载波和信号波是否同步及载波比的 变化情况，PWM调制方式分为异步调制和 同步调制。
（1）异步调制 异步调制——载波信号和调制信号不 同步的调制方式。
通常保持 fc 固定不变，当 fr 变化时，载 波比 N 是变化的；
在信号波的半周期内，PWM波的脉冲个 数不固定，相位也不固定，正负半周期 的脉冲不对称，半周期内前后1/4周期的 脉冲也不对称；
为使一相的PWM波正负半周镜对称，N 应取奇数；
不易滤除；
fr 很低时，f使开关器件难以承
受。
•同步调制三 相PWM波形
u
u rU
uc
u rV
u rW
O
t
u UN'
Ud 2 Ud 2
0
t
u VN' 0 u WN' t
0
t
（3）分段同步调制
1 M sin r tD 2 /2 Tc / 2
因此可得
Tc (1 M sin r t D ) 2
三角波一周期内，脉冲两边间隙宽度
Tc 1 ' Tc (1 M sin r tD ) 2 4
根据上述采样原理和计算公式，可以用 计算机实时控制产生SPWM波形，具体实 现方法有：
VT V 1 1
电力拖动自动控制系统（名词解释）
电力拖动自动控制系统（名词解释）一、名词解释：1.G-M系统（旋转变流机组）：由交流电动机拖动直流发电机G实现变流，由G给需要调速的直流电动机M供电，调节G的励磁If即改变其输出电压U，从而调节电动机的转速n，这样的调速系统简称G-M系统，国际上统称Ward-Leonard系统。
2.V-M 系统（晶闸管-电动机调速系统）：通过调解器触发装置GT的控制电压Uc来移动触发脉冲的相位，即可改变平均整流电压Ud，从而实现评平滑调速，这样的系统叫V-M系统。
3. （SPWM）：按照波形面积相等的原则，每一个矩形波的面积与相应位置的正弦波面积相等，因而这个序列的矩形波雨期望波的争先等效，这种调制方法称作正弦波脉宽调制（SPWM）。
4.（旋转编码器的测速方法）M法测速——在一定时间Tc内测取旋转编码器输出的脉冲个数M1,用以计算这段时间内的平均转速，称作M法测速。
T法测速——在编码器两个相邻输出脉冲间隔时间内，，用一个计数器对已知频率为f0的高频时钟脉冲进行计数，并由此来计算转速，称作T法测速。
M/T法测速——既检测Tc时间内旋转编码器输出的脉冲个数M1，又检测用一时间间隔的高频时钟脉冲个数M2，用来计算转速，称作M/T法测速。
5.无刷电动机：磁极仍为永磁材料，但输出方波电流，气隙磁场呈梯形波分布，这样就更接近于直流电动机，但没有电刷，故称无刷电动机（梯形波永磁同步电动机）。
6.DTC（直接转矩控制系统）：它是利用转矩反馈直接控制电机的电磁转矩，是既矢量控制系统之后发展起来的另一种高动态性能的交流电动机变压变频调速系统。
7.恒Eg/f1=C控制：对于三相异步电动机，要保持气隙磁通不变，当频率从额定值向下调节时，必须同时降低气隙磁通在在定子每相中感应电动势的有效值Eg，使Eg/f1=恒定值，像这样的控制方法叫恒Eg/f1=C控制。
（譬如，对于异步电动机，如果在电压-频率协调控制中，恰当地提高电压Us的数值，使它在克服钉子阻抗压降以后，能维持Eg/f1为恒值，这种控制方法叫Eg/f1=C控制。
SPWM正弦
正弦波脉宽调制逆变器研究 2010-03-06 11:37 来源：网络【免责声明】本站部分文章来源于网络，其版权归原作者所有，本站搜集整理仅供网友学习参考之用。
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1 概述逆变电源是将直流变为定频定压或调频调压交流电的变换器，传统方法是利用晶闸管组成的方波逆变电路实现，但由于其含有较大成分低次谐波等缺点，近十余年来，由于电力电子技术的迅速发展，全控型快速半导体器件BJT，IGBT，GTO 等的发展和PWM 的控制技术的日趋完善，使SPWM 逆变电源得以迅速发展并广泛使用。
PWM 控制技术是利用半导体开关器件的导通与关断把直流电压变成电压脉冲列，并通过控制电压脉冲宽度和周期以达到变压目的或者控制电压脉冲宽度和脉冲列的周期以达到变压变频目的的一种控制技术，SPWM 控制技术又有许多种，并且还在不断发展中，但从控制思想上可分为四类，即等脉宽PWM 法，正弦波PWM 法（SPWM 法），磁链追踪型PWM 法和电流跟踪型PWM 法，其中利用SPWM 控制技术做成的SPWM 逆变电源具有以下主要特点：（1）逆变电源同时实现调频调压，系统的动态响应不受中间直流环节滤波器参数的影响。
（2）可获得比常规六拍阶梯波更接近正弦波的输出电压波形，低次谐波减少，在电气传动中，可使传动系统转矩脉冲的大大减少，扩大调速范围，提高系统性能。
（3）组成变频器时，主电路只有一组可控的功率环节，简化了结构，由于采用不可控整流器，使电网功率因数接近于1，且与输出电压大小无关。
2 SPWM 逆变电源原理2.1 SPWM 波形所谓的SPWM 波形就是与正弦波形等效的一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形如图1 所示，等效的原则是每一区间的面积相等。
如图把一个正弦波分作几等分（如图1a 中，n=12）然后把每一等分的正弦曲线与横轴所包围的面积都用一个与此面积相等的矩形脉冲来代替，矩形脉冲的幅值不变，各脉冲的中点与正弦波每一等分的中点相重合（如图1b），这样由几个等幅不等宽的矩形脉冲所组成的波形就与正弦波等效，称作SPWM 波形。
正弦脉宽调制(SPWM)波的基本要素
正弦脉宽调制波的基本要素1 前言电源应用的变革确立了脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation）即PWM技术的重要地位，并且赋予了电子变流技术强大的生命力，产品几乎涵盖了所有的开关电源、斩波器及电流变换器等领域。
始于1975年推广应用正弦脉宽调制（Sinusoidal PWM 简称SPWM）以来，经多年研究发展的历程，正弦逆变技术也渐趋成熟而服务于广泛的交流应用场合，涉及民用、商用、军用及科研四大板块，人们也真实的感受到系统性能的改善、能源转换效率的提高和电磁污染的减少或净化，也为应用的持续发展奠定了坚实的基础，并且越来越多的与其他科学领域相互关联、相互交叉和相互渗透，继而应用系统逐渐朝高性能、高效率、大功率、高频化和智能化的方向发展，同时随着工程发展的日益需求，对逆变系统提出了更高的要求。
2 生成SPWM波的基理由于正弦交流量是典型的模拟量，传统发电机难以完成高频交流电流输出，而功率半导体器件于模拟状态工作时产生的动态损耗剧增，于是，用开关量取代模拟量成为必由之路，并归结为脉冲电路的运行过程，从而构成了运动控制系统中的功率变换器或电源引擎。
典型的H桥逆变电路很容易理解（图1a），负载(a)(b)(c)图1对角联动的两个开关器件和与之对应的另一组对角桥臂同时实施交替的开关作业时，建立运行后，流经负载的电流即为交流电流（图1b），考虑到功率器件关断时的滞后特性避免造成短路，通常都做成（图1c）的波形结构。
显然开关器件输出的是方波（矩形波）交流电流。
在交流应用场合，多数负载要求输入的是正弦波电流。
电工学认为，周期性的非正弦交流量是直流、正弦波和余弦波等分量的集合，或者是非正弦波也可以分解为相位差和频率不同的正弦波以及直流分量。
不良波形或失真严重的正弦交流量必然产生大量的低次、高次及分数谐波，丰富的谐波分量与基波叠加的情景使得正负峰值几乎同时发生，换向突变时急剧的运动状态将对负载造成冲击并导致负载特性的不稳定或漂移，又加重了滤波器件的负担，损耗也随之增大，非但降低了电网的功率因数，还对周边设备造成不良影响。
spwm正玄波
摘要现代变频电源以低功耗、高效率、电路简洁等显著优点而备受青睐。
变频电源的整个电路由交流-直流-交流-滤波等部分构成，输出电压和电流波形均为纯正的正弦波，且频率和幅度在一定范围内可调。
随着高性能DSP控制器的出现，逆变电源的全数字化控制成为现实。
数字控制系统具有集成度高、抗干扰能力强、控制灵活、可实现先进的控制算法和便于实时控制等优点。
本论文设计的数字控制逆变电源主要通过单片机对SA828和ADCA809进行控制，实现稳压、显示电压和频率等功能，是对数字化正弦波电源设计的尝试和创新。
文中主要介绍了推挽变换器的原理及功率MOS-FET和SPWM专用芯片SA828的特点及应用，讨论了基于单片机AT89CS2的控制电路的原理与实现方法，设计了逆变器主电路和驱动电路、SPWM波形产生电路、电压检测电路和显示电路，并进行了调试，实验结果验证了设计的可行性和正确性。
关键词：SPWM；SA828；单片机；逆变电源；推挽变换器AbstractModern frequency power and low power, high efficiency, simple circuit which favored some obvious advantages. The circuit consists of Power Supply AC - DC - AC - filtering parts, the output voltage and current waveforms are pure sine wave, and the frequency and amplitude adjustable within a certain range. With the emergence of high-performance DSP controller, power inverter digital control becoming reality. Digital control system with integrated high anti-interference capability, flexible control, advanced control algorithms can be realized and the advantages of easy real-time control. This paper design the digital control of inverter power supply mainly through single chip microcomputer to control of SA828 and ADCA809, Based on single chip microcomputer AT89CS2 is discussed the principle and implementation method of control circuit, design of the inverter main circuit and drive circuit, SPWM waveform generating circuit, voltage detection circuit and display circuit, and has carried on the debugging, the experiment results verify the correctness and feasibility of the design。
ufun学习板spwm生成正弦波
Ufun学习板spwm生成正弦波UFUN开发板中有下图（图1）两个通道电路，其中左端接mcu的pwm输出管脚。
右端为将pwm滤波后的信号。
通过编程可以产生规律变化的pwm波形，然后经过这个电路进行滤波后，就能够得到想要的波形了（正弦波，三角波等等）。
图1以正弦波为例，如果想在TP18、TP20测试点上测量到正弦波，那么左端pwmch1、pwmch2节点上应该是怎么样的pwm波形呢？这也就是spwm的核心问题了。
通过在网络上找到的资料。
三种spwm波形生成算法的分析与实现.pdf。
介绍了三种不同的方法，分别是对称规则采样法，不对称规则采样法，等效面积法。
三种不同的方法其核心都是通过对正弦波进行调制，生成pwm脉冲数组表。
这样我们就知道了左端pwm应该输出的波形。
只需要在生成pwm的定时器中断中不断的周期更新CCR寄存器（更新CCR寄存器的值，pwm的占空比相应变化）的值即可。
以下代码即为三种不同波形生成算法的c程序，其源码出自以下链接https:///view/722b82abc1c708a1284a44cf.html对比代码和三种spwm波形生成算法分析与实现pdf文档，可以发现两者的公式是吻合。
现在就可以直接利用这个代码生成脉冲数组表了。
波了。
两个通道分别为50hz 、20hz 正弦波，其中利用的调制方法为对称规则采样法和面积法。
调节示波器时基，20hz 正弦波波形细节如下。
至此ufun学习板上利用spwm生成正弦波就完成了。
最后补充一个问题，可以看到最后一张图中20hz正弦波细节图并不光滑，有一定纹波。
该纹波与定时器的频率，调制方式，调制频率，载波频率，调制比，模拟滤波器都有很大的关系。
关于纹波的讨论，相关资料可以参考TI文档slaa497、SLAA116。
因为英文水平有限，对此处的理解也并不深入，在此就不再介绍了，以防理解有误，误导大家。
在整个实现过程中网络上相关资源给了我极大的帮助，在介绍时也都将相关链接及出处做了标明。
SPWM使变压变频器输出交流电压的波形近似为正弦波
S P W M使变压变频器输出交流电压的波形近似为正弦波(总9页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除了使变压变频器输出交流电压的波形近似为正弦波，使电动机的输出转矩平稳，从而获得优秀的工作性能，现代通用变压变频器中的逆变器都是由全控型电力电子开关器件构成，采用脉宽调制(pulse width modulation, 简称pwm ) 控制的，只有在全控器件尚未能及的特大容量时才采用晶闸管变频器。
应用最早而且作为pwm控制基础的是正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation, 简称spwm)。
图3-1 与正弦波等效的等宽不等幅矩形脉冲波序列3.1 正弦脉宽调制原理一个连续函数是可以用无限多个离散函数逼近或替代的，因而可以设想用多个不同幅值的矩形脉冲波来替代正弦波，如图3-1所示。
图中，在一个正弦半波上分割出多个等宽不等幅的波形(假设分出的波形数目n=12)，如果每一个矩形波的面积都与相应时间段内正弦波的面积相等，则这一系列矩形波的合成面积就等于正弦波的面积，也即有等效的作用。
为了提高等效的精度，矩形波的个数越多越好，显然，矩形波的数目受到开关器件允许开关频率的限制。
在通用变频器采用的交-直-交变频装置中，前级整流器是不可控的，给逆变器供电的是直流电源，其幅值恒定。
从这点出发，设想把上述一系列等宽不等幅的矩形波用一系列等幅不等宽的矩形脉冲波来替代(见图3-2)，只要每个脉冲波的面积都相等，也应该能实现与正弦波等效的功能，称作正弦脉宽调制(spwm)波形。
例如，把正弦半波分作n等分(在图3-2中，n=9)，把每一等分的正弦曲线与横轴所包围的面积都用一个与此面积相等的矩形脉冲来代替，矩形脉冲的幅值不变，各脉冲的中点与正弦波每一等分的中点相重合，这样就形成spwm波形。
同样，正弦波的负半周也可用相同的方法与一系列负脉冲波等效。
spwm小结
spwm小结第一篇：spwm小结目的（意义）：逆变、变频VF，变压VV，改善波形（减少低次谐波！）实现方法及其理论基础：冲量等效原理，高频率化各个概念：PWM：定频跳宽SPWM：且宽度正弦变化的pwm。
如果按同一比例的正弦规律改变图4.8(c)中所有矩形脉波的宽度θ，则可成比例地调控输出电压中的基波电压数值。
这种控制逆变器输出电压大小及波形的方法被称为正弦脉宽调制SPWM（Sinusoidal Pulse Width Modulation）。
输出电压的频率、相位就是正弦参考电压vr的频率和相位，所以逆变器输出电压的数值、频率和相位可由正弦参考电压的幅值、频率和相位调控。
对开关器件的通、断状态进行实时、适式的控制，使多脉波的矩形脉冲电压宽度按正弦规律变化时，通过傅立叶分析可以得知，输出电压中除基波外仅含有与开关频率倍数相对应的某些高次谐波而消除了许多低次谐波，开关频率越高，脉波数越多，就能消除更多的低次谐波，使逆变电路的输出电压vab(t)更近似于连续的正弦波。
载波比N，调制比M，半周期内的脉搏数p 倍频的意义：在每个载波周期T c中形成有两个脉波电压，一个输出电压周期T（2π）中正、负脉波数2p比载波比N 高一倍，故称为单极性倍频SPWM控制。
其中最低次谐波阶次为2p-1次。
双极性SPWM控制输出电压中除基波外还含有第N次谐波，以及N±2次，2N±1次，2N±3次，2N±5次及更高次谐波，最低次谐波为N-2次谐波，N-2以下谐波全部消除，第N次谐波数值最大。
例如N=15时最低次谐波为N-2=13次谐波。
15次谐波最大，V15=22VD/π=0.9VD。
如果逆变器输出频率f1 = 50Hz，开关频率fK = 2.55KHZ，则N = 2550/50=51，可以消除49次以下的谐波，但高阶谐波容易滤除，经输出滤波器在负载端电压相应的畸变系数很小。
单极性SPWM与双极性SPWM：特点，数学关系（相对于180°方波电压）TKTS⋅VD=θKθS⋅VD=V1m⋅sinαK，Dk=TKTS=θKθS=V1mVDsinαK逆变器输出电压的基波幅值V1m=VDVrmVcm=M⋅VD基波电压的有效值V1=M⋅VD/2=0.707MVDSPWM控制的单相逆变电路输出的最大电压幅值为VD，最大的有效值为VD/2=0.707VD。
SPWM逆变电路原理
S P W M逆变电路原理Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT对于大多数应用场合需要的是工频电源，例如我们的电冰箱，洗衣机，电风扇等都需要正弦波的220伏、50赫兹电源，各种动力设备，远距离输电也都需要正弦波的交流电。
更多的太阳能光伏发电装置输出的是正弦波交流电，目前生成正弦波仍采用前面介绍的全桥电路，只是对开关晶体管的控制采用PWM脉宽调制或移相控制或调频控制等方式。
这里仅介绍最常用的PWM脉宽调制方式。
面积等效原理转换把直流电转换成正弦波交流电是根据根据面积等效原理，在图1上图中的正弦半波（红线）分成n等份，把正弦半波看成是由n个彼此相连的矩形脉冲组成的波形，为简单清晰，划分为7等份。
7个脉冲的幅值按正弦规律变化，每个脉冲面积与相对应的正弦波部分面积相同，这一连续脉冲就等效正弦波。
图1 用面积等效原理转换为SPWM波形如果把上述脉冲序列改为相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲（图1下图），脉冲中心位置不变，并且使该矩形脉冲面积和上图对应的矩形脉冲相同，得到图1下图所示的脉冲序列，脉冲宽度按正弦波规律变化，这就是PWM波形。
根据面积等效原理，PWM 波形和正弦半波是等效的，图中红线就是该序列波形的平均值。
对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM 波形。
这种脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形，也称SPWM波形。
要改变等效输出的正弦波的幅值时，只需按照同一比例系数改变上述各脉冲的宽度即可。
SPWM波形的生成输出SPWM波形仍需全桥逆变电路，在“光伏用DC-DC变换器”课件中已介绍过这种电路，通过控制开关晶体管的通与断在负载上产生交变电压，见图2。
s图2 全桥逆变电路的工作状态输出SPWM波形的矩形波必须生成序列的控制信号来控制桥式电路中开关晶体管的通与断，普遍使用的是调制法来生成控制信号，可采取单极性调制也可采用双极性调制来生成控制信号，下面介绍常用的单极性调制方式。
SPWM逆变电路原理
SPWM逆变电路原理————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：对于大多数应用场合需要的是工频电源，例如我们的电冰箱，洗衣机，电风扇等都需要正弦波的220伏、50赫兹电源，各种动力设备，远距离输电也都需要正弦波的交流电。
更多的太阳能光伏发电装置输出的是正弦波交流电，目前生成正弦波仍采用前面介绍的全桥电路，只是对开关晶体管的控制采用PWM脉宽调制或移相控制或调频控制等方式。
这里仅介绍最常用的PWM脉宽调制方式。
面积等效原理转换把直流电转换成正弦波交流电是根据根据面积等效原理，在图1上图中的正弦半波（红线）分成n等份，把正弦半波看成是由n个彼此相连的矩形脉冲组成的波形，为简单清晰，划分为7等份。
7个脉冲的幅值按正弦规律变化，每个脉冲面积与相对应的正弦波部分面积相同，这一连续脉冲就等效正弦波。
图1 用面积等效原理转换为SPWM波形如果把上述脉冲序列改为相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲（图1下图），脉冲中心位置不变，并且使该矩形脉冲面积和上图对应的矩形脉冲相同，得到图1下图所示的脉冲序列，脉冲宽度按正弦波规律变化，这就是PWM波形。
根据面积等效原理，PWM波形和正弦半波是等效的，图中红线就是该序列波形的平均值。
对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM 波形。
这种脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形，也称SPWM波形。
要改变等效输出的正弦波的幅值时，只需按照同一比例系数改变上述各脉冲的宽度即可。
SPWM波形的生成输出SPWM波形仍需全桥逆变电路，在“光伏用DC-DC变换器”课件中已介绍过这种电路，通过控制开关晶体管的通与断在负载上产生交变电压，见图2。
s图2 全桥逆变电路的工作状态输出SPWM波形的矩形波必须生成序列的控制信号来控制桥式电路中开关晶体管的通与断，普遍使用的是调制法来生成控制信号，可采取单极性调制也可采用双极性调制来生成控制信号，下面介绍常用的单极性调制方式。
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摘要本系统是一个SPWＭ脉冲发生器。
整个系统是以单片机AT89c51为核心，通过编程产生低频波信号，再通过LM358放大电路和滤波电路将波形信号进行处理，最后由示波器显示波形，而波形频率可以通过按键来改变，并且将波形的模式和修改的频率通过LCD12864显示，以便了解当前波形模式和所修改后的频率。
经试验测试，系统满足设计的基本要求，而且系统的电路结构简单，优越性强。
关键字：SPWＭ脉冲发生器单片机AT89c51波形信号LM358放大电路滤波电路AbstractThis system is a SPWM pulse generator. The whole system is chip-computer AT89c51, through the programming produce low-frequency waveform signal, again through the amplifier circuit LM358 and filter circuit will waveform signal processing, the last oscilloscope display, but by the frequency changes through the button to revise the present wave frequency, and between the mode and modification of the wave frequency through the LCD12864 shows, in order to understand the revised model and frequency waveforms. After the test, this system meet the design requirement, system structure is simple, the circuit strong superiority.Key word: SPWM pulse generator single-chip microcomputer AT89c51 waveform signal LM358 amplifier circuit filter circuit目录摘要 (1)一、系统设计 (1)1.1方案的比较与选择 (1)1.1.1芯片的选择 (1)1.1.2信号处理的选择 (1)1.1.3按键模块的选择 (1)1.1.4显示模块的选择 (1)1.1.5信号的放大和滤波电路的选择 (2)1.2系统框图 (2)二、单元硬件电路设计 (3)2.1控制电路部分 (3)2.1.1 时钟电路 (3)2.1.2 复位电路 (4)2.2 按键模块 (4)2.3显示模块 (4)2.4放大、滤波电路 (5)三、算法和软件设计 (5)3.1理论分析和计算 (6)3.2软件流程 (7)四、系统测试 (8)4.1频率测试 (8)4.2误差分析 (8)五、总结 (8)参考文献 (9)附录 (9)附录一 (9)附录二 (10)一、系统设计1.1方案的比较与选择1.1.1芯片的选择本系统采用的控制芯片是单片机A T89C51，A T89C51是一种4K字节FLASH存储器的低电压、高性能的CMOS8位微处理器，有优异的性价比，集成度高，控制功能强。
该芯片可以通过编程来产生稳定的脉冲信号，并且所需的外部电路比较简单，AT89C51编程、调试容易，实用简单。
所以我们选择单片机A T89C51作为本系统的控制芯片。
1.1.2信号处理的选择方案一：利用数模转换器DAC0832作为输出信号的转换，该芯片由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换器和转换控制电路组成。
DAC0832将由单片机输出的数字信号通过转换后，由示波器将波形显示。
方案二：由运放和滤波电路共同将输出信号进行处理。
滤波电路将单片机输出的波形信号在大于50HZ的其它波形全部过滤，最后只剩下所需的波形信号，再由运放电路将进行放大之后，，通过示波器显示。
DAC0832在硬件连接上比较麻烦，且需要的I/O口多。
运放和滤波电路简单、清晰，且所需的I/O口少，如有问题，便于检测，调整。
所以选择方案二。
1.1.3按键模块的选择方案一：用矩阵键盘作为波形频率的调节。
矩阵键盘主要是用于减少Ｉ／Ｏ口的使用，而且按键数量较多得时候使用简单，但比直接法的按键电路要复杂。
方案二：用四个独立的按键来调节波形频率，并不会使用多的Ｉ／Ｏ口，电路简单，相对于矩阵键盘也很简单。
基于以上我们选择方案二。
1.1.4显示模块的选择方案一：用LCD12864作为波形频率显示，通过液晶显示器可以同时显示出波形的频率和模式，而且用LCD12864显示也比较清楚，容易辨别。
方案二：用数码管作为波形频率显示，只能显示数字和少数的字母，用数码管只能显示出波形的频率，而波形的模式和其他的一些信息不能显示，输出的信息比较少。
数码管显示的范围比较狭窄，显示的信息少，且显示不清晰。
LCD12864虽然价格比较贵，但是LCD12864显示较清晰，容易辨别，人机界面好。
基于以上的特性，我们选择方案一。
1.1.5信号的放大和滤波电路的选择放大电路的芯片采用的是LM358，LM358是一个具有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，并且是用于所有单电源供电的运算放大器电路。
滤波则是ＲＣ组成的低通滤波电路，这样可以过滤出大于频率50ＨＺ的波形，保留正弦波波形，这样就不会被其他频率的波形所干扰，这样波形输出更加清晰。
1.2系统框图以单片机AT89c51为核心，产生正弦波信号，通过放大电路和滤波电路后，由示波器显示波形，按键修改波形的频率，通过LCD显示可查看频率修改的大小和范围。
如图a-1所示。
图a-1系统框图二、单元硬件电路设计2.1 控制电路部分控制电路部分主要是由单片机AT89c51作为主控芯片，加上时钟电路、复位电路完成对其他模块电路的连接和控制，单片机通过编程产生方波信号，输出给外围电路处理。
控制电路部分电路如图b-1图b-1控制电路部分电路2.1.1 时钟电路时钟电路由单片机内部的时钟电路和外部的时钟电路组成（图b-2），系统所需的时钟信号就由这两种电路形成。
外部时钟电路是由两个15pf的电容和11.0592的晶振组成，这样使单片机可以形成稳定的时钟脉冲。
图b-2 时钟电路和复位电路2.1.2复位电路复位电路是由复位引脚RES外接一个电阻和电容组成（图b-2）。
复位方式有按键复位和上电复位，我们所采用的是上电复位。
上电后，由于电容充电，使RES持续一段高电平时间。
当单片机已在运行之中时，复位还能使RES持续一段时间的高电平，从而实现上电复位的操作，之后便退出复位状态。
2.2 按键模块按键主要是由三个普通按键组成：K-MODE、K-UP、K-DN。
在按键功能中我们加了蜂鸣器提示音，当按键按下后蜂鸣器回鸣叫一声，说明此次按键有效。
通过K-MODE可以修改输出波形的模式：单极性，从而使得波形可以在这之间相互转换，Ｋ-UＰ和K-DN主要是用来加减波形频率的大小，频率的范围是20~50HZ，Ｋ-UＰ或K-DN每按下一次，波形频率加或减10HZ。
2.3 显示模块LCD12864（如图ｂ-３LCD12864原理图）汉字图形点阵液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字（16X16点阵）、128个字符（8X16点阵）及64X256点阵显示RAM（GDRAM）。
LCD12864工作为串行方式，这样大大减少使用单片机的I/O口，而在本系统中LCD主要显示出波形的频率和模式。
在外部调节波形频率的时候，LCD不断地刷新，显示出当前信息，以便可以正确的查询和修改波形的频率。
图ｂ-３LCD12864原理图2.4放大、滤波电路在信号放大和滤波处理的选择中讨论采用LM358作为放大电路的芯片，通过改变R3=500K电位器阻值的大小，从而改变放大的倍数。
而低通滤波电路则是ＲＣ组成的，在输入端接一个R4=100Ｋ的电位器，从而可以通过调节电位器的大小而改变滤波频率的大小。
通过由单片机输出的方波信号，通过滤波电路将不在频率范围之内的波形滤掉之后然后在通过放大电路将信号幅值放大，，由示波器显示出正弦波波形。
图b-4所示为放大电路和滤波电路的原理图图b-4放大电路和滤波电路的原理图三、算法和软件设计3.1 理论分析和计算我们采用的是通过按键来调节波形的频率，通过按键加减频率，每按键一次，频率改变10HZ，它的范围在20~50HZ，步长为10HZ。
而输出波形的占空比则是由变量K决定。
SPWM 脉冲占空比：δ=0.8*sin （（2*K+1）*π/N），K=0,1….(N-2)/2其中SPWM波每秒脉冲数称为载波频率，记作f C。
载波频率f C与等效正弦波频率f R之比，称作为载波比，记作N，而题目中的载波比是恒定的，为N=20。
当K=0,1····4时，SPWM1/4波形的脉冲占空比δ依次是：0.1251476，0.3631924，0.5656854，0.7128052，0.7901507。
SPWM波形在频率为20HZ到50HZ时的各个周期Tc：0.0025, 0.001666667, 0.00125, 0.001。
晶振为11.0592。
脉冲的序列频率为：f C= f R*N，所以f C为：400HZ，600HZ，800HZ，1000HZ。
所形成的单极性波形输出如图c-1所示（其中U o是SPWM 波，U of 是等效的正弦波）。
图c-1 单极性SPWM波LM358放大电路（图c-3 LM358）中的放大倍数=（1+R2/R1）*；而R1恒定不变，所以当改变R2的电阻值得大小时，放大电路的倍数也随之相应的变化。
本系统中=（1+2/1）=3,所以放大倍数的倍数是三倍。
（其中是输入端3，图c-3 LM358是输出端1。
本次要求的频率范围在20~50HZ之间，系统滤波采用的是低通滤波电路，所以只需将大于50HZ的波形给滤掉就行，当fR=50HZ，电容C=10uF，则电阻的最小值R=1/ f R *C=2K。
3.2 软件流程系统中主要是由单片机编程产生波形，产生的波形信号通过I/O口P10、P11输出给放大电路和滤波电路，再由示波器显示。
该程序主要有LCD12864显示、波形信号产生和按键修改频率三大子程序构成整个系统的程序。
如图c-3所示。
图c-3 系统主流程图 图c-4按键模块流程图按键模块主要是通过三个按键控制。
K_MODE 是模式选择按键，通过它可以改变波形模式—单极性。
K_UP 和K_DN 两个按键是对波形频率大小的修改。