SPWM波发生器设计论文Word文件下载.docx
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3总体方案设计与选择
方案一：
根据题目要求，使用一片LM324四运放产生SPWM波，其总体方框图如图1所示。
图1
方案二：
基于检测正弦波和三角波的波形参数的基础上，运用MSP430单片机输出SPWM波，其整体方框图如图2所示。
图2
4单元模块设计
4.1使用LM324四运放设计SPWM波
4.1.1整体电路原理图
图3
4.1.2电源部分设计
该设计要求单电源供电，而LM324集成四运放的波形产生电路工作在双电源模式下，因此采用如图4所示的单电源转换为双电源电路。
采用电容分压、电阻均压原理将12V电源转换为+6V和-6V双电源输出。
图4
4.1.3三角波发生器设计
该三角波形成模块电路由方波产生电路和积分电路组成如图5所示。
即将方波经过积分形成三角波。
该电路采用LM324集成四运放来实现三角波形成电路。
其参数计算公式如下：
周期：
T=4
频率：
U1
输出电压：
Uo=
（4.3V为图中稳压管的稳压值）
图5
4.1.4比例加法器设计
该电路采用LM324加法器应用模块电路设计如图6所示。
其参数公式如下：
输出电压：
UO=1+
图6
4.1.5滤波器设计
该电路采用RC低通滤波器电路如图7，电路参数计算公式如下：
滤波截止频率：
f=
；
参数确定：
R13=320Ω，C4=1μF。
图7
4.1.6比较器设计
该电路采用LM324电压比较应用模块电路设计（见图8）。
其理论参数比较如下：
U混>
U△U5=-U（sat）
Ui=UR转折点
U混<
图8
4.2使用LaunchPad430单片机设计SPWM波
4.2.1Msp430G2553的管脚示意图如图9
图9
4.2.2MSP430G2553控制理论
LaunchPad430单片机的P1.6管脚接外部的GREENLED和数字示波器，P1.0和P1.1是外部模拟信号输入引脚，初始化程序是此灯是点亮的，当外加模拟电量P1.0大于等于P1.1的时候进入循环，灯点亮，有方波输出，当不满足条件是输出低电平。
占空比取决于正玄波的电平高于三角波的时间，时间越长占空比越小反之越大（通过调节三角波电压）。
5作品测试及分析
5.1测试仪器
数字示波器（DS1302CA）、信号发生器（DG1022）、万用表（VC890C+）。
5.2测试结果
5.2.1U1~U5的测量参数（如表1）
峰峰值
频率
4.12v
5.01kHz
U2
200mv
500Hz
U3
12.0mv
6.15kHz
U4
U5
22.2mv
表1
5.2.2U1~U5的波形图
U1输出波形（三角波）图10U2输出波形（正弦波）图11
图10图11
U3输出波形（叠加波）图12U4输出波形（500Hz以下）图13
图12图13
U5输出波形（SPWM波）图14
图14
5.2.3MSP430产生SPWM波如图
6结论
（1）本设计采用SPWM自然采样法，同时具有自然采样实现优点。
（2）自然采样法输出的SPWM波形之间存在脉冲宽度误差，这是采样周期的主要误差源。
改进方法运用数字化自然采样法来减小脉冲宽度的误差。
（3）用MSP430单片机可实现多路SPWM波产生，不仅能满足多电平变流器所需多逻辑SPWM的要求，而且能应用于大功率、高精度、低失真逆变器中。
附录一：
参考文献
1.刘振庭主编.《模拟电子技术》[M].北京：
机械工业出版社，2008.
2.秦龙编著.《MSP430单片机常用模块与综合系统实例精讲》[M].北京：
电子工业出版社，2007.7.
3.（日）稻叶保著；
关静，胡圣尧译.《模拟技术应用技巧101例》[M].北京：
科学出版社，2006.
4.毛惠丰、陈增禄、任记达等SPWM数字化自然采样法的理论及脉冲误差分析[J].中国电机工程学报，2006.5
附录二：
MSP430的控制程序
程序
（一）
#include<
msp430g2553.h>
voidmain（void）
{
WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;
//关看门狗
//CACTL1=CAON+CARSEL+CAREF_1;
CACTL1=CAON;
//打开比较器
//CACTL2=P2CA0;
CACTL2=P2CA1+P2CA0;
//选择CA0，CA1管脚输入
P1DIR=0X00;
P1SEL|=BIT0+BIT1;
//选择P1.0
P1DIR|=BIT6;
P1OUT|=BIT6;
while
（1）
{
if（（CACTL2|0XFE）==0XFF）
P1OUT&
=~BIT6;
CACTL1&
=0XFE;
}
else
}
程序
（二）
#include<
{
_EINT（）;
//CACTL1=CARSEL+CAON+CAREF_1+CAIE;
//使用0.25VCC做参考电压0.5VccCAREF_2
CACTL1=CAON+CAIE;
//CACTL2=P2CA0+CAF;
CACTL2=P2CA0+P2CA1+CAF;
//CA1为参考电压（-端）比较器输出经过rc低通滤波器分压。
//设置输入
//P1UART=~UCMODE0;
//P1.0和P1.1为模拟通道输入
{
LPM0;
#pragmavector=COMPARATORA_VECTOR
__interruptvoidCA_ISR（void）
//unsignedinti;
=0XFE;
//清除中断标志位
P1OUT^=BIT6;
//for（i=50000;
i>
0;
i--）;
//P1OUT|=BIT6;
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