基于ARM LPC1788的PWM實現(xiàn)及SPWM的研究

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摘要 直流電機(jī)由于具有速度控制容易，啟、制動性能良好，且在寬范圍內(nèi)平滑調(diào)速等特點(diǎn)而在冶金、機(jī)械制造、輕工等工業(yè)部門中得到廣泛應(yīng)用。隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)步，發(fā)展了許多新的電樞電壓控制方法，其中PWM（脈寬調(diào)制）是常用的一種調(diào)速方法。其基本原理是用改變電機(jī)電樞（定子）電壓的接通和斷開的時間比（占空比）來控制電機(jī)的速度，在脈寬調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電機(jī)通電時，其速度增加；電機(jī)斷電時，其速度減低。脈沖寬度調(diào)制就是指保持開關(guān)周期T不變，調(diào)節(jié)開關(guān)導(dǎo)通時間t對脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)。PWM控制技術(shù)以其控制簡單,靈活和動態(tài)響應(yīng)好的優(yōu)點(diǎn)而成為電力電子技術(shù)等領(lǐng)域最廣泛應(yīng)用的控制方式。
PWM（Pulse Width Modulation）是利用微處理器的數(shù)字輸出，對模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，在焊接電源中，可以對功率器件及周圍輔助設(shè)備進(jìn)行實時的數(shù)字化控制。
SPWM(Sinusoidal PWM)是在PWM的基礎(chǔ)上改變了調(diào)制脈沖方式，脈沖寬度時間占空比按正弦規(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。它廣泛地用于直流交流逆變器等領(lǐng)域。
本文進(jìn)行了PWM實現(xiàn)和SPWM的研究，硬件部分以EMBEST公司開發(fā)的ARM LPC1788評估板為基礎(chǔ)，LPC1788中含有一個針對三相異步電機(jī)控制的PWM時鐘及相應(yīng)的輸出，利用這些PWM，可以方便的完成對焊接電源中的送絲電機(jī)、風(fēng)扇、副邊交流電流切換及給定輸出正弦電流信號等功能。軟件開發(fā)平臺為KEIL公司 uVision4，采用面向?qū)ο鬄楦拍畹木幊藽語言，用軟件來控制PWM輸出波形。
關(guān)鍵詞：脈寬調(diào)制 正弦脈寬調(diào)制 直流電機(jī) 占空比 時鐘

Implement of PWM And Study of SPWM Based On LPC1788
ABSTRACT Because of the DC motor speed control is easy, good starting and braking performance, and smooth speed control over a wide range of features and has been widely used in metallurgy, machinery manufacturing, light industry and other industrial sectors. With the advancement of power electronics technology, the development of many new armature voltage control method in which PWM (Pulse Width Modulation) is a commonly used method for velocity modulation.
Its basic principle is turned on and off to change the motor armature time (stator) voltage ratio (duty cycle) to control the speed of the motor, the PWM system, when the motor is energized, its speed increases; when the motor power, its speed is reduced. Pulse width modulation refers to maintain constant the switching period T, the switch on-time t adjust the pulse width of the modulation technique. PWM control technology become the most widely used control technology of power electronics filed for its control is simple, flexible and dynamic response, good benefits.
PWM (Pulse Width Modulation) using the digital output of the microprocessor to control the analog circuits of a very effective technique, the welding power supply can power the auxiliary equipment and peripheral devices for real-time digital control.LPC1788 contains a clock and the corresponding PWM output for three-phase induction motor control, the use of these PWM, can facilitate the completion of the welding power source wire feed motor, fan, secondary alternating current switch and a given output sinusoidal current signals function.
SPWM (Sinusoidal PWM) is changed on the basis of the PWM pulse modulation mode, the duty cycle of the pulse width of the time ordered by sine law, so that the output waveform after appropriate filtering can become Sine wave output. It is widely used in DC-AC inverter and other fields.
The hardware part of the project EMBEST developed ARM LPC1788 eva luation board, software development platform for KEIL company uVision4, the concept of object-oriented programming in C language.
Key Words：PWM SPWM DC motor Duty cycle Clock

目 錄
第1章 概 述 1
1.1 PWM技術(shù)的發(fā)展概況 1
1.2 PWM技術(shù)的應(yīng)用 1
1.3 PWM脈沖調(diào)寬的意義 2
1.4 PWM控制的基本原理 2
第2章 PWM實現(xiàn)方法 6
2.1 PWM脈沖的生成方法 6
2.1.1 模擬電路生成PWM脈沖 6
2.1.2專用集成芯片生成PWM脈沖 7
2.1.3 軟硬件結(jié)合系統(tǒng)生成PWM脈沖 7
2.2 設(shè)計方案選擇 11
2.2.1 總體方案 11
2.2.2 軟件平臺 11
2.2.3 硬件平臺 11
第三章 硬件設(shè)計 13
3.1 ARM LPC1788 13
3.1.1 簡介 13
3.1.2 性能特征 14
3.1.3 應(yīng)用領(lǐng)域 16
3.1.4 開發(fā)工具平臺 17
3.2 電機(jī)控制PWM介紹 17
3.2.1基本配置 17
3.2.2 簡介 18
3.2.3 管腳描述 18
3.2.4 配置其它模塊用于MCPWM 20
3.2.5 MCPWM操作概述 21
3.2.6 寄存器描述 21
3.2.7 PWM操作 22
第四章 軟件設(shè)計 25
4.1 編程語言 25
4.2 軟件算法實現(xiàn) 25
4.2.1發(fā)展歷程 25
4.2.2 特征功能 25
4.2.3 技術(shù)支持 26
4.3 實驗結(jié)果 26
第5章 SPWM研究 27
5.1 等面積法 27
5.2 硬件調(diào)制法 27
5.3 軟件生成法 28
5.3.1 自然采樣法 28
5.3.2 規(guī)則采樣法 28
5.3.3 低次諧波消去法 28
5.3.4 梯形波與三角波比較法 29
5.4 應(yīng)用簡介 31
總 結(jié) 32
致 謝 33
參考文獻(xiàn) 34