略談單片機(jī)的PWM控制技術(shù)

摘 要：在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用單片機(jī)時，時常要調(diào)整、控制電流、電壓、轉(zhuǎn)速等模擬量，包括恒流、恒壓、恒速等，而單片機(jī)往往將通過運(yùn)算、處理所采集的模擬量數(shù)據(jù)，并按照設(shè)計要求調(diào)制輸出控制的脈寬，最終達(dá)到恒流、恒壓、恒速的目的。為了對單片機(jī)PWM控制技術(shù)進(jìn)行分析，下面將在研究PWM技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，對于單片機(jī)PWM技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，然后簡要分析實(shí)例與仿真，希望能夠?qū)纹瑱C(jī)的PWM控制技術(shù)有一個更深層次的認(rèn)識，使今后的學(xué)習(xí)更加順暢。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；PWM控制技術(shù)；原理；仿真

隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，在單片機(jī)中，越來越多的技術(shù)得到廣泛的運(yùn)用，對于單片機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性的提高起到了至關(guān)重要的作用。而PWM控制技術(shù)操作質(zhì)量的提升與單片機(jī)整體運(yùn)行穩(wěn)定性的提高有著直接的聯(lián)系，在研究中應(yīng)該考慮到PWM控制技術(shù)的原理，才可以通過具體的分析與案例來實(shí)現(xiàn)其控制。所以，只有認(rèn)真研究單片機(jī)PWM控制技術(shù)，才能夠?yàn)楹罄m(xù)深入的探索和研究提供條件。

1 PWM技術(shù)原理分析

在單片機(jī)的技術(shù)操作過程當(dāng)中，需要完善當(dāng)前的單片機(jī)運(yùn)行機(jī)制，同時做好技術(shù)的控制，這是PWM技術(shù)運(yùn)行質(zhì)量得以保證的關(guān)鍵所在。在使用PWM技術(shù)的過程中，保證其運(yùn)行的獨(dú)特性需要固定的控制范圍，也就是在擁有控制方法的同時，還要能夠確保其運(yùn)行的原理本身擁有獨(dú)特的穩(wěn)定性[1]。所以在實(shí)施PWM的運(yùn)行過程中，操作團(tuán)隊需要科學(xué)合理的選擇固定脈沖，并且按照脈沖的實(shí)際狀態(tài)，研究脈沖的中心線，使得PWM技術(shù)可以通過判斷波形來實(shí)現(xiàn)諧波本身的有效控制。同時，也可以按照函數(shù)的計算方法，判斷PWM控制技術(shù)的平均值，按照控制系統(tǒng)呈現(xiàn)出來的波形特點(diǎn)，可以更深層次的研究PWM技術(shù)運(yùn)行中的特點(diǎn)，這樣才能夠讓波形滿足既有函數(shù)運(yùn)行法則的要求。另外，結(jié)合波形圖的實(shí)際特點(diǎn)，判斷固定周期內(nèi)PWM技術(shù)操作方案的質(zhì)量，也可以更好的進(jìn)行波形圖同等狀態(tài)下的合力區(qū)分，也就是在現(xiàn)有的波形圖基礎(chǔ)上，能夠通過固定的實(shí)施周期，來做好同等范圍當(dāng)中的合理分配[2]。

2 單片機(jī)PWM技術(shù)的應(yīng)用

在應(yīng)用單片機(jī)PWM技術(shù)的過程中，需要通過指定坐標(biāo)的使用來控制單片機(jī)的性能，這樣才可以滿足當(dāng)前波形圖運(yùn)行固定長度的特點(diǎn)，也可以實(shí)施針對每一個坐標(biāo)參數(shù)的設(shè)計，如果當(dāng)前的波形圖能夠滿足各個基礎(chǔ)性坐標(biāo)的要求，就需要按照固定的波形狀態(tài)，來針對坐標(biāo)的實(shí)際范圍做好對稱性的處理。另外，同當(dāng)前的系統(tǒng)分析方案相互的結(jié)合，從而劃定既定空間當(dāng)中的坐標(biāo)實(shí)施范圍，這樣才有利于當(dāng)前的波形能夠同區(qū)間的狀態(tài)進(jìn)行相互的結(jié)合，從而實(shí)施性能方面的保障。在PWM技術(shù)的操作過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)同控制系統(tǒng)的波形寬度相互的結(jié)合，這樣才可以判斷當(dāng)前系統(tǒng)的實(shí)際中心，從而使得固定的系統(tǒng)波形能夠同中心點(diǎn)的狀態(tài)相互的結(jié)合起來，進(jìn)而對起點(diǎn)進(jìn)行相對應(yīng)的操作[3]。

3 實(shí)例與仿真

現(xiàn)有一臺逆變器的輸出頻率可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，是通過給定電位器來對輸出頻率的實(shí)際大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過A/D轉(zhuǎn)換輸入到單片機(jī)當(dāng)中。由單片機(jī)按照所給定的輸出頻率的大小來對逆變器的電壓進(jìn)行計算，從而滿足變頻調(diào)速要求下的可變電壓、可變頻率VVVF的控制（比如恒U/f控制）。這里我們所選擇的研究實(shí)例是AT90S8535，其結(jié)構(gòu)是40腳封裝RISC結(jié)構(gòu)低功耗CMOS8位AVR單片機(jī)，512B的EEP-ROM，8KB的Falsh。3個內(nèi)部定時/計數(shù)器，32個多功能的I/O口，兩個外部終端電源，8通道10位A/D轉(zhuǎn)換器等，能夠滿足眾多成本低廉、要求集成度較高的場所當(dāng)中使用。因此在這里的研究選擇的是AVR單片機(jī)AT90S8535。

對于逆變器的設(shè)置，默認(rèn)的輸出頻率為50Hz，其有效的輸出電壓值為220V，當(dāng)確定了逆變器的輸出頻率之后，可以隨之確定PWM控制的調(diào)制深度指令和載波比。所以，利用采樣逆變器的輸出頻率給定值，按照逆變器壓頻變化曲線，就可以將逆變器的輸出電壓確定，進(jìn)而確定PWM的調(diào)制深度與載波比。

在分配單片機(jī)資源時，具體包含：A/D采樣輸入口，采樣輸出頻率是39腳PA1；PWM輸出的驅(qū)動信號為PC0PC3，設(shè)置成為輸出口；電路故障信號輸入腳為17腳的INT1外部中斷（如，過電壓、過電流和短路這一部分），另外，這一腳還能夠成為控制位“解除閉鎖”的輸入腳，其作用在于：當(dāng)發(fā)生故障之后，通過外部終端輸入引腳的信號變化，然后對CPU提出中斷的要求，在CPU響應(yīng)了中斷要求之后，在中斷服務(wù)程序的執(zhí)行中，將PWM封鎖信號輸出，從而實(shí)現(xiàn)閉鎖功能，直至閉鎖控制位有效的時候，才能夠?qū)WM的封鎖信號撤出，確保PWM波能夠正常的進(jìn)行輸出。對于T90S8535而言，其芯片的復(fù)位端口擁有較高的初始狀態(tài)，所以，其驅(qū)動信號和封鎖信號都應(yīng)該設(shè)置成為低電平的無效狀態(tài)，在這個時候，所有的功率開關(guān)在端口輸出信號的基礎(chǔ)上，都會處于關(guān)斷的狀態(tài)。針對PWM波，主要是由T0定時器來完成其載波周期，而片內(nèi)的T1定時器則決定了PWM波換所需要的時間[4]。利用AT90S8535單片機(jī)，將單相PWM波形發(fā)生器硬件連接實(shí)現(xiàn)的圖如圖1所示，其編程需要按照框架圖來進(jìn)行編寫，這里不作介紹，而PWM波控制輸出仿真圖的實(shí)現(xiàn)。

4 結(jié)束語

隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的單片機(jī)技術(shù)出現(xiàn)在我們的面前。針對單片機(jī)的PWM控制技術(shù)，文章通過原理和應(yīng)用的分析，再通過實(shí)例與仿真的闡述，希望能夠?qū)ζ溆幸粋€全面的認(rèn)識與了解，以便在固定時間段內(nèi)幫助單片機(jī)提升其運(yùn)行質(zhì)量，無論是對于理論研究，還是對于現(xiàn)實(shí)的操作，都具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)

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[3]黃先杰.淺析低壓電力無功補(bǔ)償單片機(jī)控制技術(shù)[J].科技視界，2014（22）：83.

[4]劉盾，張柏霖.基于單片機(jī)控制技術(shù)的無線供電系統(tǒng)設(shè)計[J].電子制作，2013（24）：27.