南昌航空大学PWM波形发生器实验报告

PWM波信号发生器的研制

课程设计说明书

课程设计名称：单片机专业课设

课程设计题目： PWM信号发生器的研制

学院名称：信息工程学院

专业：电子信息工程班级：

学号：姓名：

评分：教师：

20 13 年 7 月 2 日

摘要

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PWM波信号发生器的研制

随着电力电子全控开关器件的出现，脉宽调制技术（ＰＷＭ）在电力电子变流技术中获得了，。泛的应Ｈｊ，如直流开关电源（ＤＣ／ＤＣ变换）、交。交变频（ＡＣ／ＡＣ变换）、交．直．交变频系统、ＵＰＳ电源（ＤＣ／ＡＣ变换）、高功率因数整流（ＰＷＭ整流或功率ｌ灭ｌ数校正ＰＦＣ等）等电力电子各个应用领域，无不采用ＰＷＭ控制技术。ＰＷＭ控制最基本的实现方法是通过载波和控制波的模拟电路调制米产生，如采用三角形载波（或锯齿波）和直流（或正弦波）控制信号比较器进行比较产生ＰＷＭ波。这种方法在模拟控制技术中广泛采用，并出现过许多产生ＰＷＭ波控制芯片，如用于开关电源的ＴＬ４９４、ＳＧ３５２５、ＵＣ３８４２等。随着数字控制技术的发展，又出现了许多数字式ＰＷＭ集成芯片，如用于变频调速的三相ＰＷＭ发生器ＨＥＦ４７５２、ＳＬＥ４５２０、ＭＡ８１８等。但与迅速发展的微机控制技术相比，该方法显示出电路复杂、调制方式不够灵活等缺点，而采用软件计算的实时ＰＷＭ控制策略越来越彼人们接受，并出现了许多不同的ＰＷＭ波的计算方法，如采样ＳＰＷＭ法、谐波注入ＰＷＭ法、均值ＰＷＭ法、等面积ＰＷＭ法等。电力电子的微机ＰＷＭ控制技术已成为一种必然趋势。因此本文就ＰＷＭ的单片机控制与实现进行分析研究，通过对外围电路芯片的设计实现PWM输出波形的频率、电压幅值、占空比的连续调节，达到产生PWM信号目的。

关键字：脉宽调制技术（ＰＷＭ）、占空比、控制信号

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PWM波信号发生器的研制

单片机原理与接口技术课程设计任务书

20 12 －20 13 学年第 2 学期第 17 周－ 19 周

注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。

2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。

目录

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PWM波信号发生器的研制

第一章系统的基本结构与分析 (5)

1.1 系统设计内容与要求 (5)

1.2系统的基本结构 (5)

1.3系统的原理分析 (5)

第二章软件设计 (6)

2.1程序设计语言的区别与选择 (6)

2.2 键盘功能介绍 (7)

2.3 程序内部的具体说明 (8)

2.3.1关键字的具体说明 (8)

2.3.2单元地址介绍 (8)

2.4软件流程图 (9)

第三章硬件设计 (10)

3.1 方案的选择 (10)

3.2 各个电路模块的介绍 (11)

3.2.1振荡电路 (11)

3.2.2复位电路 (11)

3.2.3 8253芯片定时/模块 (12)

3.2.4键盘及显示电路 (15)

第四章实验调试与结果分析 (17)

4.1 实验调试器材 (17)

4.2 实验调试过程 (17)

4.3 测试结果分析 (18)

结论 (19)

参考文献 (20)

附录A (21)

附录B (23)

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PWM波信号发生器的研制

第一章系统的基本结构与分析

1.1 系统设计内容与要求

一、设计内容与要求：

（4）采用定时/计数器8253

（5） PWM信号的工作频率为500H

（6）占空比可变且显示占空比

1.2 系统的基本结构

如图1.1所示为系统的基本结构框图。第一个框图中的显示器是由HD7279来控制，HD7279芯片是管控制的显示与键盘。第二个框图中锋的单片机用到的是89C51的核心控制单元。第三个框图中的定时/计数器，选用的是8253芯片，并且用到了74LS138译码器的片选功能。另外还用到一些门电路以及74LS373地址寄存器。

图1.1 基本结构框图

1.3系统的原理分析

在实验中，首先我们通过编写软件程序的，对8253计数器的写入值产生一系列幅值相等而宽度不等的脉冲。其次，89C51单片机的作用是对PWM的显示器和定时/计数器进行控制。最后，产生一系列有规则的脉冲PWM波形。此外通过键盘按键的控制可以对8253计数器的初值进行改变，与此同时，数码管的占空比也能相应的显示出来。

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PWM波信号发生器的研制

第二章软件设计

2.1程序设计语言的区别与选择

汇编语言和C语言他们的指令集，寻址方式不同，相当于两个机器各有各的操作方式

汇编语言是低级语言，在编写程序的时候会把根据不同的情况指定使用不同的寻址方式，能够对内存和CPU里的通用寄存器直接操纵。不同的计算机系列会有不同的汇编语言

而C语言是高级语言，可以实现跨平台。编写程序无需指定CPU的指令执行情况，一段程序可以在不同体系结构的计算机上使用，综合我们的实验要求，我们选择用汇编语言对程序进行编写。

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PWM 波信号发生器的研制

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2.2键盘功能介绍

我们键盘功能需要使用到的芯片是HD7279，HD7279A 是一片具有串行接口的，可驱动8位共阴式数码管（或64只独立LED ）的智能显示驱动芯片，该芯片同时还可连接多达64键的键盘矩阵，单片即可完成LED 显示、键盘接口的全部功能。 产品特点：

串行接口，无需外围元件可直接驱动LED 各位独立控制译码/不译码及消隐和闪烁属性 （循环）左移/（循环）右移指令 具有段寻址指令，方便控制独立LED 64键键盘控制器，内含去抖动电路 有DIP 和SOIC 两种封装形式供选择。

图2.2-1 图2.2-2

HD7279A 芯片图 HD7279A 芯片及键盘图